KR102260843B1 - Electric switch for protection of an over current using critical-temperature device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 전자 개폐기의 문제점인 바이메탈과 기계식 접점을 사용함이 없이, 전자석, 임계온도 소자, 및 전자석 제어부를 이용하여 전자석을 제어하는 전자 개폐기를 개시한다. 전자석은 제어전류의 흐름에 응답하여 전력선을 통해 인가되는 전력을 부하측에 연결된 전력기기로 스위칭한다. 임계온도 소자는 전력선에서 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 발열 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변한다. SCR로 구현 가능한 전자석 제어부는 임계온도 소자의 상기 출력 전류 값에 응답하여 상기 전자석의 상기 제어전류의 흐름이 생성 또는 차단되도록 한다. The present invention discloses an electromagnetic switch that controls the electromagnet using an electromagnet, a critical temperature element, and an electromagnet controller without using a bimetal and mechanical contact, which is a problem of the conventional electronic switch. The electromagnet switches the power applied through the power line to the power device connected to the load in response to the flow of the control current. In the critical temperature element, the output current value changes when the heating temperature caused by the supply current flowing from the power line to the power device exceeds the critical temperature. The electromagnet control unit that can be implemented as SCR generates or blocks the flow of the control current of the electromagnet in response to the output current value of the critical temperature element.

Figure R1020150159021
Figure R1020150159021

Description

임계온도 소자를 이용하는 과전류 방지용 전자 개폐기{Electric switch for protection of an over current using critical-temperature device}Electronic switch for protection of an over current using critical-temperature device

본 발명은 전자 개폐기에 관한 것으로, 특히 임계온도 금속-절연체 전이 스위치 소자를 이용하는 전자 개폐기에 관한 것이다. The present invention relates to an electromagnetic switch, and more particularly, to an electromagnetic switch using a critical temperature metal-insulator transition switch element.

통상적으로 과전류 방지용 전자(電磁) 개폐기(Electric switchgear)는, 전자석을 포함하는 전자접촉기(Magnetic contactor: MC)와 열동형 과부하 계전기 (thermal overload relay)의 결합으로 도 1의 10a3 과 같이 이루어져 있다. In general, an electric switchgear for preventing overcurrent is a combination of a magnetic contactor (MC) including an electromagnet and a thermal overload relay, as shown in 10a3 of FIG. 1 .

전자석은 구조가 매우 간단하며 금속에 도선을 감아서 만든 코일형 솔레노이드와 같이 렌쯔의 법칙에 의해 전자석의 기능을 갖는다. 전자석은 코일에 전류가 흐르면 자석이 되고 코일에 전류가 끊어지면 자석의 기능을 상실한다. The electromagnet has a very simple structure and has the function of an electromagnet according to Lenz's law like a coil-type solenoid made by winding a conductor on a metal. An electromagnet becomes a magnet when current flows through the coil, and loses its function when current flows through the coil.

전자 접촉기(10a1)는 그러한 전자석에 의해 생성되는 힘에 근거하여 스위치 온 또는 스위치 오프되어 전력기기에 전력이 공급되거나 차단되도록 한다. The magnetic contactor 10a1 is switched on or off based on the force generated by such an electromagnet so that the electric power is supplied or cut off.

한편, 열동형 과부하 계전기(Thermal overload relay)(10a2)는 도 2와 같이 전자 접촉기(10a1)를 통해 연장되는 전력기기 공급용 전력 (Operation power) 라인(2-1)에 니크롬선과 바이메탈을 직렬로 연결한 구조를 갖는다. 이 경우에 니크롬선(20-2)은 바이메탈(20-3)을 감고 있는 형태로 됨에 의해 니크롬선(20-2)의 열은 바이메탈(20-3)에 잘 전달될 수 있는 구조이다. On the other hand, the thermal overload relay (Thermal overload relay) (10a2) is a nichrome wire and a bimetal in series to the power supply (Operation power) line (2-1) extended through the magnetic contactor (10a1) as shown in FIG. have a connected structure. In this case, the nichrome wire 20-2 has a structure in which the heat of the nichrome wire 20-2 can be well transferred to the bimetal 20-3 by winding the bimetal 20-3.

과전류가 전력 라인에 흐를 경우에 니크롬선의 열에 기인하여 바이메탈이 휘어진다. 바이메탈의 휨 현상에 기인하여 도 3에서와 같이 기계적 릴레이 접점이 오프되면 전력 라인(20-1)에서 단자대(20-4)로 공급되던 전력은 차단된다. 그런데 릴레이 접점이 온 또는 오프될 때 릴레이 접점 사이에서 스파이크 불꽃이 튄다. 열동형 과부하 계전기를 장시간 사용하면 그 불꽃이 기계식 접점을 오동작 시켜서 전력선에 연결된 전력기기가 파손되는 경우가 있다. 그리고 바이메탈은 휨 온도 범위가 넓어서 빠른 전력의 차단이 어려운 것과 경년(經年)변화가 일어나는 단점도 있다. When an overcurrent flows in the power line, the bimetal is bent due to the heat of the nichrome wire. When the mechanical relay contact is turned off as in FIG. 3 due to the bending phenomenon of the bimetal, the power supplied from the power line 20-1 to the terminal block 20-4 is cut off. However, when the relay contacts are turned on or off, sparks of sparks fly between the relay contacts. If a thermal overload relay is used for a long time, the flame may malfunction the mechanical contact and damage the power equipment connected to the power line. Also, since bimetal has a wide bending temperature range, it is difficult to cut off power quickly, and there are also disadvantages that change over time occurs.

기계식 접점을 이용하는 회로 차단기는 정격전류보다 8배 내지 12배의 전류가 흐를 때 전류를 차단하게 되므로 실제로는 전력기기가 파손된 후에 차단동작을 행하게 되는 셈이다. A circuit breaker using a mechanical contact blocks the current when 8 to 12 times the rated current flows, so it actually performs the breaking operation after the power device is damaged.

누전 차단기도 회로 차단기와 같은 원리를 가지며 역시 사후 차단된다. 따라서 보다 정밀한 전류의 관리와 빠른 차단이 요구되어 왔다. 사실은 기계식 접점과 바이메탈의 문제점을 해결하기 위하여 코일(CT: Current transformer)로 전류를 측정하는 방법를 이용하여 도선을 지키는 전자회로가 대안으로 나와 있다. 이것은 좋은 개선이지만 회로가 복잡하다는 단점이 있다. 따라서 보다 더 개선된 전자 개폐기가 요망된다. The earth leakage breaker has the same principle as the circuit breaker and is also shut off afterwards. Therefore, more precise current management and fast interruption have been required. In fact, in order to solve the problems of mechanical contact and bimetal, an electronic circuit that protects the wire using the method of measuring the current with a coil (CT: Current Transformer) is presented as an alternative. This is a good improvement, but the disadvantage is that the circuit is complex. Therefore, more improved electromagnetic switchgear is desired.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 과부하 계전기의 오동작을 야기하는 기계식 접점과 바이메탈을 제거할 수 있는 전자 개폐기를 제공함에 있다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide an electromagnetic switch capable of removing a mechanical contact and a bimetal that cause a malfunction of an overload relay.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 간단하면서도 고신뢰성을 갖는 전자 개폐기를 제공함에 있다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a simple yet highly reliable electronic switchgear.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 개념의 일 양상(an aspect)에 따라, 전자 개폐기는, According to an aspect of the concept of the present invention for achieving the above technical problem, the electronic switchgear,

전자석 제어전류의 흐름에 응답하여 전력선을 온(On)-오프(Off)함에 의해 전력이 부하로서 연결된 전력기기로 스위칭되도록 하는 전자석과, An electromagnet for switching power to a power device connected as a load by turning the power line on and off in response to the flow of the electromagnet control current;

상기 전력선에서 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 전력선에 연결된 발열도선의 발열 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변하는 임계온도 소자와, a critical temperature element in which the output current value changes when the heating temperature of the heating conductor connected to the power line by the supply current flowing from the power line to the power device exceeds the threshold temperature;

상기 임계온도 소자의 상기 출력 전류 값에 응답하여 상기 전자석 제어전류의 흐름이 생성 또는 차단되도록 하는 전자석 제어부를 포함한다. and an electromagnet control unit for generating or blocking the flow of the electromagnet control current in response to the output current value of the threshold temperature element.

본 발명에서는 전력기기 공급용 전력선에 열을 내기 위하여 보다 큰 저항을 갖는 발열 저항도선을 연결하여 전류를 흘려서 그 도선에 열을 내도록 한다. 이 열을 특정의 임계온도에서 저항이나 전류가 갑자기 변하는 소자(임계온도소자)로 온도를 감지하여 그 임계온도에서 생긴 전류차이로 SCR과 트랜지스터(혹은 트라이악)를 제어한다. In the present invention, in order to generate heat in the power line for supplying power equipment, a heating resistance wire having a larger resistance is connected to flow a current to generate heat in the wire. This heat is a device (critical temperature device) whose resistance or current suddenly changes at a specific critical temperature, and the temperature is sensed, and the SCR and transistor (or triac) are controlled by the difference in current generated at the critical temperature.

그 SCR과 트랜지스터(혹은 트라이악)는 전자 접촉기에서 전자석을 만들기 위해 사용되는 전자석 제어용 전원(Control power)을 차단시켜 전자 개폐기에 전류를 흐르게 하는 주전원선을 단락(Off)시킨다. 이러한 회로를 전자 접촉기(MC) 내부에 내장시키면 별도의 열동형 과부하 계전기 없이도 전자 개폐기를 작게 만들 수 있다.The SCR and transistor (or triac) cut off the electromagnet control power used to make the electromagnet in the electromagnetic contactor, and short-circuit the main power line that allows the current to flow in the electromagnetic contactor. If such a circuit is built inside the magnetic contactor (MC), the electromagnetic switch can be made small without a separate thermal overload relay.

본 발명에 따른 전자 개폐기는 기존의 개폐기의 문제점인 바이메탈과 스파이크 방전을 일으키는 기계식 릴레이를 사용하지 않을 뿐만 아니라 간단한 회로와 과전류를 제어하는 부분이 전자 접촉기에 내장됨에 따라 전자 개폐기의 소형화가 가능하다는 효과가 있다. The electronic switchgear according to the present invention does not use a mechanical relay that causes bimetal and spike discharge, which are problems of the existing switchgear, but also has a simple circuit and a part for controlling overcurrent built into the electromagnetic contactor. there is

도 1은 종래의 기계식 전자 개폐기의 형태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1중 열동형 과부하 계전기의 부품 구성도이다.
도 3은 도 1중 열동형 과부하 계전기의 기계식 접점의 형태도이다.
도 4는 도 1중 열동형 과부하 계전기의 사후 차단 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도 5는 임계온도 금속-절연체 전이 스위치(MIT-CTS)의 특성을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 SCR의 게이트 제어를 설명하기 위해 제시된 도면들이다.
도 7은 3상 전류 인입의 경우 MIT-CTS를 병렬로 적용한 회로 구성도이다.
도 8은 MIT-CTS의 전단에 저항소자를 결합한 구조를 보여주는 도면이다.
도 9a 및 9b는 도선 폭에 따른 저항 증가를 설명하기 위해 제시된 도면들이다.
도 10a 내지 도 10d는 MIT-CTS의 연결 형태에 따른 발열을 설명하기 위해 제시된 도면들이다.
도 11은 MIT-CTS 제어를 위해 일정한 저항값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성도이다.
도 12는 MIT-CTS 제어를 위하여 서로 다른 저항값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성도이다.
도 13a 내지 도 13d는 정전압 공급 회로의 다양한 예시들을 보여주는 도면들이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자개폐기의 회로도이다.
도 15는 도 14에 따른 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 개폐기의 회로도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 적용되는 SCR 파괴 방지를 위한 보호 회로도이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 개폐기의 적용 예를 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 또 다른 전자 개폐기의 적용 예를 보여주는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에서 도선의 크기나 재질에 따라 달라지는 발열을 설명하기 위해 제시된 도면들이다.
1 is a view exemplarily showing the form of a conventional mechanical electronic switchgear.
Figure 2 is a component configuration diagram of the thermal overload relay of Figure 1.
3 is a diagram of a mechanical contact of the thermal overload relay in FIG. 1 .
FIG. 4 is a view presented to explain the post-blocking operation of the thermal overload relay in FIG. 1 .
5 is a diagram presented to explain the characteristics of a critical temperature metal-insulator transition switch (MIT-CTS).
6A to 6E are diagrams presented to explain gate control of the SCR.
7 is a circuit configuration diagram in which MIT-CTS is applied in parallel in the case of three-phase current draw.
8 is a view showing a structure in which a resistance element is coupled to the front end of the MIT-CTS.
9A and 9B are diagrams presented to explain an increase in resistance according to a wire width.
10A to 10D are diagrams presented to explain heat generation according to a connection type of MIT-CTS.
11 is a connection configuration diagram of an adiabatic resistance distribution switch arranged with constant resistance values for MIT-CTS control.
12 is a connection configuration diagram of adiabatic resistance distribution switches arranged with different resistance values for MIT-CTS control.
13A to 13D are diagrams illustrating various examples of a constant voltage supply circuit.
14 is a circuit diagram of an electromagnetic switch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram provided to explain the operation according to FIG. 14 .
16 is a circuit diagram of an electronic switch according to another embodiment of the present invention.
17 is a protection circuit diagram for preventing SCR destruction applied to an embodiment of the present invention.
18A and 18B are diagrams illustrating an application example of an electromagnetic switch according to an embodiment of the present invention.
19 is a view showing an application example of another electronic switch according to an embodiment of the present invention.
20 is a diagram provided to explain heat generated according to a size or material of a conducting wire in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

온도계수가 서로 다른 2개의 금속이 연결되는 부분에는 저항이 상대적으로 크다. 이러한 큰 저항을 이용할 경우에 발열이 상대적으로 높게 된다. A portion where two metals having different temperature coefficients are connected has a relatively high resistance. When such a large resistance is used, heat generation is relatively high.

본 발명의 실시 예에서 임계온도 소자는 특정의 온도에서 저항이 변하여 큰 전류가 갑자기 흐르게 되는 특성을 가지는 소자이다. 임계온도 소자는 금속-절연체 전이 소자((Metal-Insulator-transition Critical-Temperature-Switch: MIT-CTS)혹은 금속-절연체 전이 소자 (MIT 소자)로서도 불려진다. In an embodiment of the present invention, the critical temperature device is a device having a characteristic in which a large current suddenly flows due to a change in resistance at a specific temperature. The critical temperature device is also called a Metal-Insulator-Transition Critical-Temperature-Switch (MIT-CTS) or a Metal-Insulator-Transition Device (MIT Device).

도 5는 임계온도 금속-절연체 전이 스위치(MIT-CTS)의 특성을 설명하기 위해 제시된 도면이다. 5 is a diagram presented to explain the characteristics of a critical temperature metal-insulator transition switch (MIT-CTS).

50a1에는 임계온도 소자의 한 종류인 MIT-CTS의 형상이 나타나 있고, 50a2에는 MIT-CTS의 구성 단자들이 나타나 있다. 50a1 shows the shape of MIT-CTS, which is a type of critical temperature device, and 50a2 shows the constituent terminals of the MIT-CTS.

제1 단자(1)는 제어 입력단에 연결되며 전기적으로 포지티브(+) 혹은 네거티브(-) 단자로서 기능한다. 제3 단자(3)는 제어 출력단에 연결되며 전기적으로 네거티브(-) 혹은 포지티브(+)단자로서 기능한다. 제2 단자(2)는 제1,3 단자들(1,3)과는 전기적으로 절연되며 열원에 연결되는 열단자로서 기능한다. The first terminal 1 is connected to the control input terminal and functions as an electrically positive (+) or negative (-) terminal. The third terminal 3 is connected to the control output terminal and functions as an electrically negative (-) or positive (+) terminal. The second terminal 2 is electrically insulated from the first and third terminals 1 and 3 and functions as a thermal terminal connected to a heat source.

50a3에는 전력선의 온도를 비접촉방식으로 측정할 수 있는 임계온도 소자의 한 종류로서 MIT-CTS가 나타나 있다. MIT-CTS 의 정면도와 소자사진에서 보여지는 바와 같이 임계온도 소자의 단자들은 50a2를 통해 설명된 단자들과 동일하다. 이 경우 도선에서 발생된 열이 적외선 형태로 임계온도 소자에 전달된다. 적외선이 비접촉방식으로 전달되는 곳이 50a2의 제 2단자에 해당된다.50a3 shows MIT-CTS as a type of critical temperature device that can measure the temperature of the power line in a non-contact manner. As shown in the front view and device photo of MIT-CTS, the terminals of the critical temperature device are the same as those described through 50a2. In this case, the heat generated from the conductor is transferred to the critical temperature element in the form of infrared rays. A place where infrared rays are transmitted in a non-contact manner corresponds to the second terminal of 50a2.

50a4에는 임계온도 금속-절연체 전이 스위치(Metal-Insulator-Transition Critical-Temperature-Switch: MIT-CTS)의 온도 대 저항의 그래프(GR1)가 나타나 있다. 그래프에서 가로축은 온도를, 세로축은 저항을 가리킨다. 그래프에서 임계온도는 약 340 K(67oC)임을 알 수 있다. 일반적인 금속-절연체 전이 물질로서는 바나듐산화물이 대표적이나 임계온도가 보다 높은 재료가 개발되고 있다. 50a4 shows a graph GR1 of resistance versus temperature of a critical temperature metal-insulator-transition switch (Metal-Insulator-Transition Critical-Temperature-Switch: MIT-CTS). In the graph, the horizontal axis indicates temperature and the vertical axis indicates resistance. From the graph, it can be seen that the critical temperature is about 340 K (67 o C). As a general metal-insulator transition material, vanadium oxide is representative, but a material having a higher critical temperature is being developed.

MIT-CTS 소자는 소자의 신뢰성을 높이기 위해 도 13a 내지 도 13d에서 보여지는 바와 같은 정전압 회로가 필요할 수 있다. The MIT-CTS device may require a constant voltage circuit as shown in FIGS. 13A to 13D to increase device reliability.

그리고 MIT-CTS의 특성은 온도증가에 따라 저항이 지수함수적으로 감소하는 서미스터(Thermister: TM), 비교기(Comparator), 및 트랜지스터를 이용하여 구현할 수 있다. In addition, the characteristics of the MIT-CTS can be implemented using a thermistor (TM), a comparator, and a transistor whose resistance decreases exponentially with an increase in temperature.

도 6a 내지 도 6e는 SCR의 게이트 제어를 설명하기 위해 제시된 도면들이다. 6A to 6E are diagrams presented to explain gate control of the SCR.

도 6a의 회로는 온도 센싱부(60)와 제어 트랜지스터(62)를 포함한다. The circuit of FIG. 6A includes a temperature sensing unit 60 and a control transistor 62 .

상기 온도 센싱부(60)는 MIT-CTS의 기능 구현을 위해 도 5와 같은 임계 특성을 갖는 서미스터(TM), 비교기(AMP1), 및 전압 설정부(R1,R2)를 포함한다. 기준전압(Reference Voltage)은 저항(R3)의 일단에 연결된다. The temperature sensing unit 60 includes a thermistor TM having the critical characteristics as shown in FIG. 5 , a comparator AMP1 , and voltage setting units R1 and R2 for implementing the function of the MIT-CTS. A reference voltage is connected to one end of the resistor R3.

제어 트랜지스터(62)가 NPN 트랜지스터(TR1)인 경우에 상기 비교기(AMP1)의 출력이 상기 NPN 트랜지스터(TR1)의 게이트에 연결된다. 상기 NPN 트랜지스터(TR1)의 에미터는 저항(R5)을 통해 SCR의 게이트와 연결될 수 있다. When the control transistor 62 is the NPN transistor TR1, the output of the comparator AMP1 is connected to the gate of the NPN transistor TR1. The emitter of the NPN transistor TR1 may be connected to the gate of the SCR through a resistor R5.

도 6b를 참조하면, 서미스터(TM))의 온도 대 저항의 특성 그래프가 보여진다. 그래프에서 가로축은 온도를 나타내고, 세로축은 저항을 가리킨다. 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 저항은 온도증가에 따라 지수함수적으로 감소한다.Referring to FIG. 6B , a characteristic graph of temperature versus resistance of the thermistor TM is shown. In the graph, the horizontal axis indicates temperature and the vertical axis indicates resistance. As can be seen from the graph, the resistance decreases exponentially as the temperature increases.

상기 서미스터는 PN 접합 다이오드와 세라믹을 이용하여 만들 수 있다. 또한 서미스터, 비교기, 트랜지스터(TR1)를 포함하는 도 6a의 회로는 MIT-CTS 기능을 내기 위해 원칩화된 상용 임계온도 IC 소자로도 구현될 수 있다. 상기 PN 접합 다이오드는 PN 접합 반도체 갭이 사라질 때 큰 전류가 흐르는 MIT 특성을 가지고 있기 때문에 임계온도 소자로 사용될 수 있는 것이다.The thermistor may be manufactured using a PN junction diode and ceramic. In addition, the circuit of FIG. 6A including the thermistor, comparator, and transistor TR1 may be implemented as a one-chip commercial critical temperature IC device to provide the MIT-CTS function. The PN junction diode can be used as a critical temperature device because it has an MIT characteristic in which a large current flows when the PN junction semiconductor gap disappears.

도 6c는 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자의 온도 대 저항의 특성 그래프를 보여준다. 그래프에서 가로축은 온도를 나타내고, 세로축은 저항을 가리킨다. 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 저항은 100°C부터 온도 증가에 따라 급격하게 증가한다. 실질적으로 온도 130°C 및 저항 1 K) 이상부터 전류는 차단될 수 있다. PTC 소자는 상온에서 저항이 매우 낮으며 약 100℃ 이상에서 갑자기 저항이 증가하는 특성이 있다. 그러나 실제 전류차단 효과는 저항이 크게 증가하는 온도인 130℃ 이상부터 나타난다. 6C shows a characteristic graph of resistance versus temperature of a PTC (Positive Temperature Coefficient) device. In the graph, the horizontal axis indicates temperature and the vertical axis indicates resistance. As can be seen from the graph, the resistance increases rapidly with increasing temperature from 100°C. Practically above a temperature of 130 °C and a resistance of 1 K) the current can be interrupted. PTC devices have very low resistance at room temperature and a sudden increase in resistance at about 100°C or higher. However, the actual current blocking effect appears from 130℃ or higher, which is the temperature at which the resistance increases significantly.

도 6d는 PTC 소자를 이용하여 SCR 게이트를 제어하는 간략 회로를 보여준다. 전원전압과 접지전압 사이에 저항(R1)과 PTC 소자를 차례로 연결하고, 저항(R1)의 타단을 통해 게이트 제어전압이 제공될 수 있다. 6D shows a simplified circuit for controlling an SCR gate using a PTC device. A resistor R1 and a PTC device may be sequentially connected between the power supply voltage and the ground voltage, and a gate control voltage may be provided through the other end of the resistor R1.

도 6e는 PTC 소자를 이용하여 SCR 게이트를 제어하는 또 다른 간략 회로를 보여준다. 6e shows another simplified circuit for controlling an SCR gate using a PTC device.

전원전압과 접지전압 사이에 PTC 소자와 저항(R1)을 차례로 연결하고, 저항들(R2,R3)간에 연결된 트랜지스터(TR10)의 콜렉터를 통해 게이트 제어전압이 제공될 수 있다. The PTC element and the resistor R1 are sequentially connected between the power supply voltage and the ground voltage, and the gate control voltage may be provided through the collector of the transistor TR10 connected between the resistors R2 and R3.

도 6d나 6e와 같이 PTC 소자의 특성은 MIT-CTS와는 반대의 특성을 갖는다. 그렇지만, PTC 소자의 임계온도가 높아도 PTC 소자를 이용하면 MIT-CTS의 특성을 내도록 회로를 구성할 수 있다.6d or 6e, the characteristics of the PTC device are opposite to those of the MIT-CTS. However, even if the critical temperature of the PTC device is high, if the PTC device is used, the circuit can be configured to exhibit the characteristics of MIT-CTS.

상술한 바와 같이 MIT-CTS 또는 서미스터를 이용하여 MIT-CTS 기능을 내는 회로(온도 센싱부 + 트랜지스터)을 통칭하여 임계온도 스위치 소자 혹은 임계온도 소자라고 칭하기로 한다.As described above, the circuit (temperature sensing unit + transistor) that produces the MIT-CTS function using the MIT-CTS or thermistor will be collectively referred to as a threshold temperature switch element or a threshold temperature element.

임계온도 소자는 기능적으로 3개의 단자를 가지며, 기 설명된 바와 같이 전기적으로 절연된 열단자(2)를 갖는다. The critical temperature element has three terminals functionally and has an electrically insulated thermal terminal 2 as described above.

임계온도 소자가 외관상 2단자라도 열을 가해서 반응하는 경우에는 소자의 몸체부분이 열단자로서 기능한다고 할 수도 있다. Even if the critical temperature element has two terminals, it can be said that the body part of the element functions as a thermal terminal when it reacts by applying heat.

3상의 전류가 인가되는 경우 혹은 전력선이 복수개인 경우에 임계온도 소자는 각기 열원들마다 병렬적으로 연결될 수 있다. When three-phase current is applied or when there are a plurality of power lines, the critical temperature element may be connected in parallel for each heat source.

도 7은 3상 전류 인입의 경우 MIT-CTS를 병렬로 적용한 회로 구성도이다. 7 is a circuit configuration diagram in which MIT-CTS is applied in parallel in the case of three-phase current draw.

도 7을 참조하면, R,S,T 와 같은 3 상의 전력선들에는 열원들(70b,71b,72b)이 존재하고, 열원들(70b,71b,72b)의 각각에는 MIT 소자들(70a,71a,72a)이 연결된다. 열원에 의한 발열이 임계온도 소자인 MIT 소자에 의해 감지되어 임계온도에 도달되면 SCR의 게이트에 제어 전압이 생성되어 SCR이 턴온된다. 이에 따라 전자석이 활성화 상태에서 비활성화 상태로 되거나 비활성화 상태에서 활성화 상태로 되어 스위치들(S1,S2,S3)이 오픈 상태로 스위칭된다. 따라서, 전력기기로의 전력 공급이 차단된다. 활성화 상태는 전자석의 기능을 갖는 것을 의미하고, 비활성화 상태는 코일에 전류가 흐르지 않아 전자석의 기능을 상실하는 것을 의미한다. Referring to FIG. 7 , heat sources 70b, 71b, and 72b are present in three-phase power lines such as R, S, and T, and MIT devices 70a and 71a in each of the heat sources 70b, 71b, and 72b. , 72a) is connected. When the heat generated by the heat source is sensed by the MIT device, which is a critical temperature device, and reaches the critical temperature, a control voltage is generated at the gate of the SCR and the SCR is turned on. Accordingly, the electromagnet is changed from an active state to an inactive state or from an inactive state to an active state, so that the switches S1, S2, and S3 are switched to an open state. Accordingly, the power supply to the power device is cut off. The activated state means having the function of an electromagnet, and the inactive state means that a current does not flow in the coil and thus the function of the electromagnet is lost.

임계온도 소자는 기 설명된 바와 같이 임계특성을 가지므로 임계온도에서의 전류 값이 바로 차단전류가 되는 셈이다. 또한 임계온도 소자는 반도체 소자의 칩 모양으로 만들되 그 소자의 프레임은 동, 동합금, 또는 철합금 등으로 만들어질 수 있고, 또한 프레임 자체가 발열도선의 기능을 할 수도 있다.Since the critical temperature element has a critical characteristic as described above, the current value at the critical temperature becomes the cut-off current. In addition, the critical temperature element is made in the shape of a chip of a semiconductor element, but the frame of the element may be made of copper, copper alloy, or iron alloy, and the frame itself may function as a heating conductor.

도 8은 MIT-CTS의 전단에 저항소자를 결합한 구조를 보여주는 도면이다. 8 is a view showing a structure in which a resistance element is coupled to the front end of the MIT-CTS.

도 8을 참조하면, 니크롬선(L10)과 같은 열원과 열단자(2)사이에 단열저항으로서 기능하는 저항소자(RL)가 도선(HPL)에 연결되어 있다. 발열이 상대적으로 큰 경우에 저항소자(RL)는 상기 열단자(2)로 전달되는 열을 일부 차단하여 임계온도 소자를 보호하는 역할을 수행한다. Referring to FIG. 8 , a resistance element RL functioning as an adiabatic resistor is connected to a conductive wire HPL between a heat source such as a nichrome wire L10 and a heat terminal 2 . When heat generation is relatively large, the resistance element RL serves to protect the critical temperature element by partially blocking the heat transferred to the thermal terminal 2 .

도 9a 및 9b는 도선 폭에 따른 저항 증가를 설명하기 위해 제시된 도면들이다. 9A and 9B are diagrams presented to explain an increase in resistance according to a wire width.

임계온도 소자의 칩을 얹는 판은 철 혹은 구리로 만들더라도 판의 외부에 는 도금이 되어 있어 비저항이 비교적 작으며 판의 경도는 비교적 단단하다. 그러므로 임계온도 소자의 열단자를 통해 큰 전류를 흘릴 수 있다. 그렇지만 임계온도 소자의 비저항은 도선으로 사용되는 구리보다는 크다. 그래서 전류가 흐를 때, 임계온도 소자에서는 전력선에서 보다 더 큰 발열이 일어난다. Although the plate on which the chip of the critical temperature element is placed is made of iron or copper, the outside of the plate is plated, so the resistivity is relatively small and the hardness of the plate is relatively hard. Therefore, a large current can flow through the thermal terminal of the critical temperature element. However, the resistivity of the critical temperature element is greater than that of copper used as a conductor. So, when current flows, greater heat is generated in the critical temperature element than in the power line.

도 9a에서 영역 A에서 영역 B로 전류가 방향 화살표를 따라 흐를 때 도선 폭 이 WA에서 WB로 점진적으로 줄어들므로 영역 B에서의 발열이 영역 A에서의 발열에 비해 더 크게 된다. In FIG. 9A , when a current flows from region A to region B along the direction arrow, the wire width gradually decreases from WA to WB, so that heat generation in region B is greater than that in region A.

도 9b에서 영역 A에서 영역 B로 전류가 방향 화살표를 따라 흐를 때 도선 폭 이 WA에서 WB로 급격히 줄어들므로 영역 B에서의 발열이 영역 A에서의 발열에 비해 마찬가지로 더 크게 된다. In Fig. 9b, when the current flows from region A to region B along the direction arrow, the wire width is sharply reduced from WA to WB, so that heat generation in region B is similarly larger than that in region A.

결국, 도선의 폭이 줄어들면 줄어든 도선 부분에서 저항이 증가하므로 폭이 줄어든 부분에서의 열이 폭이 줄어들지 않은 부분에서의 열보다 더 많게 된다. As a result, when the width of the conductive wire is reduced, resistance increases in the portion of the reduced wire, so that heat in the portion of the reduced width is greater than that in the portion in which the width is not reduced.

도 10a 내지 도 10d는 MIT-CTS의 연결 형태에 따른 발열을 설명하기 위해 제시된 도면들이다. 10A to 10D are diagrams presented to explain heat generation according to a connection type of MIT-CTS.

도 10a는 주전력선(MPL)에서 분리된 가지 도선에 임계온도 소자(100)가 연결된 경우의 도 9a,b와 같은 원리에 근거하여 나타나는 발열 도선을 보여준다. 도선 폭 이 WA에서 WB로 줄어든 부분에서 열이 상대적으로 많이 발생되어 발열 도선의 기능을 한다. 임계온도 소자(100)의 열단자(2)는 가지 도선의 사이에 연결된다. FIG. 10A shows a heating wire appearing based on the same principle as in FIGS. 9A and 9B when the critical temperature element 100 is connected to a branch wire separated from the main power line MPL. In the part where the width of the wire is reduced from WA to WB, a relatively large amount of heat is generated and it functions as a heating wire. The thermal terminal 2 of the critical temperature element 100 is connected between branch conductors.

도 10b는 마찬가지로 도 9a,b와 같은 원리에 근거하여 임계온도 소자(100)를 주전력선(MPL)위에 설치한 구조를 보여준다. 이 경우에 발열의 효과를 높이기 위해 임계온도 소자(100)의 열단자(2)는 줄어든 폭의 전력선 위에 연결된다. FIG. 10b also shows a structure in which the critical temperature element 100 is installed on the main power line MPL based on the same principle as in FIGS. 9a and b. In this case, in order to increase the effect of heat generation, the thermal terminal 2 of the critical temperature element 100 is connected on the reduced width power line.

도 10c는 주전력선(MPL)사이에 임계온도 소자(100)가 연결된 구조를 보여준다. 이 경우에 임계온도 소자(100)는 전력선으로서의 역할도 겸한다. 이 경우에 발열의 효과를 높이기 위해 임계온도 소자(100)의 열단자(2)는 줄어든 폭의 전력선 사이에 연결될 수 있다. 10c shows a structure in which the critical temperature element 100 is connected between the main power lines MPL. In this case, the critical temperature element 100 also serves as a power line. In this case, in order to increase the effect of heat generation, the thermal terminal 2 of the critical temperature element 100 may be connected between power lines having a reduced width.

도 10d는 주전력선의 재료로 프레임이 만들어진 임계온도 스위치(400)와 주전력선의 재료와 다른 재료의 도선이 직렬 연결된 임계온도 스위치(CTS)의 형태를 보여준다. 여기서, 상기 임계온도 스위치(400)와 임계온도 스위치(CTS)는 상기 임계온도 소자(100)와 같은 기능을 한다. 10D shows the form of a critical temperature switch 400 in which a frame is made of a material of the main power line and a critical temperature switch (CTS) in which a conductor of a material different from that of the main power line is connected in series. Here, the threshold temperature switch 400 and the threshold temperature switch CTS function as the threshold temperature element 100 .

10da 에서 HPL은 발열 도선을 가리키고, 10db에서 HPL은 발열 도선을 나타낸다. At 10da, HPL indicates the heating conductor, and at 10db, HPL indicates the heating conductor.

주전력선(MPL2)과 임계온도 스위치(400)가 연결되는 부분은 2개의 온도계수가 다른 금속이 연결되는 부분이다. 따라서 이 부분의 저항이 상대적으로 커서 주전력선보다 큰 열이 생기고 온도가 높게 된다. 결국, 이러한 현상을 이용하여 발열 도선(HPL)을 효과적으로 설계할 수 있다.A portion where the main power line MPL2 and the critical temperature switch 400 are connected is a portion where two metals having different temperature coefficients are connected. Therefore, the resistance of this part is relatively large, so it generates more heat than the main power line and the temperature is high. As a result, it is possible to effectively design the heating conductor (HPL) by using this phenomenon.

본 실시 예에서의 주전력선은 전원을 공급하는 라인인 전력선을 의미하는 것으로서 발열 도선과 구별하기 위한 용도로만 사용된 것임을 유의하라.Note that the main power line in this embodiment means a power line that is a line for supplying power, and is used only for distinguishing it from a heating conductor.

후술될 도 20을 참조하면, 발열 도선으로서 구리선, 구리합금선, 철합금선을 이용하는 예시가 다양하게 나타나 있다. Referring to FIG. 20, which will be described later, various examples using a copper wire, a copper alloy wire, and an iron alloy wire are shown as the heating conductor.

도 11은 전류제어를 위해 일정한 저항 값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성도이다. 또한, 도 12는 전류제어를 위하여 서로 다른 저항값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성도이다. 도 13a 내지 도 13d는 정전압 공급 회로의 다양한 예시들을 보여주는 도면들이다. 11 is a connection configuration diagram of an adiabatic resistance distribution switch arranged with constant resistance values for current control. 12 is a connection configuration diagram of adiabatic resistance distribution switches arranged with different resistance values for current control. 13A to 13D are diagrams illustrating various examples of a constant voltage supply circuit.

또한, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 개폐기의 회로도이다.14 is a circuit diagram of an electronic switch according to an embodiment of the present invention.

도 14를 도 11 내지 도 13보다 먼저 설명하기로 한다. FIG. 14 will be described earlier than FIGS. 11 to 13 .

도 14를 참조하면, 전자석(200), 임계온도 소자(100), 및 전자석 제어부를 포함하는 회로 구성이 보여진다. Referring to FIG. 14 , a circuit configuration including an electromagnet 200 , a critical temperature element 100 , and an electromagnet controller is shown.

전자석(200)은 코일(L10)을 통하는 제어전류의 흐름에 응답하여 전력선을 (R,S,T)통해 인가되는 전력을 부하측에 연결된 전력기기로 스위칭한다. The electromagnet 200 switches the power applied through the power line (R, S, T) to the power device connected to the load in response to the flow of the control current through the coil L10.

임계온도 소자(100)는 상기 전력선에서 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 발열 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변하게 된다. In the critical temperature element 100 , the output current value changes when the heating temperature caused by the supply current flowing from the power line to the power device exceeds the threshold temperature.

전자석 제어부(150)는 전자석 구동 스위치(TR20, 전자석 전류 공급 스위치)와 전자석 전류 차단 스위치(SCR)를 포함한다. 전자석 제어부(150)는 상기 임계온도 소자(100)의 상기 출력 전류 값에 응답하여 상기 전자석(200)의 상기 제어전류의 흐름이 생성 또는 차단되도록 한다. The electromagnet control unit 150 includes an electromagnet drive switch (TR20, electromagnet current supply switch) and an electromagnet current cutoff switch (SCR). The electromagnet control unit 150 generates or blocks the flow of the control current of the electromagnet 200 in response to the output current value of the critical temperature element 100 .

전자석 구동 스위치(TR20)는 상기 전자석(200)에 포함되거나 별도로 구성될 수 있다. 상기 전자석 구동 스위치(TR20)은 베이스로 인가되는 제어 전압에 응답하여 상기 전자석(200)으로 상기 제어전류가 흐르도록 하거나 차단되도록 하는 역할을 한다. 상기 전자석 구동 스위치(TR20)는 바이폴라 트랜지스터로서 구성되었으나, 이에 한정됨이 없이 트라이악, SCR, 또는 릴레이로 구현될 수 있다. 또한, 전자석 전류 차단 스위치(SCR)에 연결되는 R1 저항은 30을 사용하였고 R3는 50을 사용하였다.The electromagnet driving switch TR20 may be included in the electromagnet 200 or may be configured separately. The electromagnet driving switch TR20 serves to allow the control current to flow or block the electromagnet 200 in response to the control voltage applied to the base. The electromagnet driving switch TR20 is configured as a bipolar transistor, but is not limited thereto and may be implemented as a triac, an SCR, or a relay. In addition, the resistance R1 connected to the electromagnet current cut-off switch (SCR) used 30 and R3 used 50.

전자 접촉기(400)의 스위치들(S1,S2,S3)이 전자석(200)의 비활성화 또는 활성화 동작에 의해 스위칭되도록 하기 위해 전자석 구동 스위치(TR20)의 베이스는 SCR의 애노드에 저항(R3)을 통해 연결된다. 여기서 전자석 전류 차단 스위치(SCR)은 차단상태를 지속하기 위하여 사용하였다.In order for the switches S1, S2, and S3 of the electromagnetic contactor 400 to be switched by the deactivation or activation operation of the electromagnet 200, the base of the electromagnet drive switch TR20 is connected to the anode of the SCR through a resistor R3. Connected. Here, the electromagnet current cut-off switch (SCR) was used to maintain the cut-off state.

임계온도 소자(100)의 발열 센싱 동작에 의해 발열 온도가 임계 온도로 되면, SCR의 게이트에는 임계 온도 이하에서 인가되던 전압보다 높은 전압이 제공된다. 이에 따라 SCR은 턴온되어, 전자석 구동 스위치(TR20)의 베이스에 흐르는 전류가 SCR의 애노드에서 캐소드로 흐르게 된다. 따라서, 전류 경로가 접지를 향해 형성되므로 전자석 구동 스위치(TR20)의 베이스 전압은 하강하게 되고 마침내 전자석 구동 스위치(TR20)는 턴오프된다. 이에 따라, 전자석(200)의 코일(L10)을 통해 흐르던 전류는 사라지게 되어 전자석의 기능이 상실된다. 따라서, 이전 상태에서 클로즈되어 있던 스위치들(S1,S2,S3)은 오픈되어 전력 공급이 차단된다. When the heating temperature reaches the threshold temperature by the heating sensing operation of the threshold temperature element 100 , a voltage higher than the voltage applied below the threshold temperature is provided to the gate of the SCR. Accordingly, the SCR is turned on, and the current flowing in the base of the electromagnet driving switch TR20 flows from the anode to the cathode of the SCR. Accordingly, since the current path is formed toward the ground, the base voltage of the electromagnet driving switch TR20 is lowered and finally the electromagnet driving switch TR20 is turned off. Accordingly, the current flowing through the coil L10 of the electromagnet 200 disappears and the function of the electromagnet is lost. Accordingly, the switches S1 , S2 , and S3 that were closed in the previous state are opened to cut off the power supply.

도 14에서 저항(R2)은 전자석 전류 차단 스위치(SCR)의 턴온(Turn-on)동작을 원활히 하기 위한 소자이다. 저항(R2)의 저항 값이 너무 낮으면 임계온도 소자(100)에서 온(On)시에 흐르는 전류가 저항(R2)을 통해 접지로 많이 흘러 SCR이 동작하지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, 저항(R2)의 저항 값이 적당한 값으로 설정될 필요가 있다. 본 실시 예에서 저항(R2)의 저항 값은 5K으로설정되었다.저항(R2)은 환경온도 보정을 위해 PN 접합다이오드로 구현될 수 있다. 캐패시터(C1)은 전원 입력시 갑자기 튀는 잡음신호에 의한 오동작을 방지하기 위해 설치될 수 있다. 즉, 필터링 이나 신호 지연을 위한 용도로 220 pF 의 세라믹 캐패시터가 사용될 수 있다. In FIG. 14 , the resistor R2 is a device for smoothing the turn-on operation of the electromagnet current cutoff switch SCR. If the resistance value of the resistor R2 is too low, the current flowing from the critical temperature element 100 when it is on may flow to the ground through the resistor R2 a lot, and the SCR may not operate. Therefore, the resistance value of the resistor R2 needs to be set to an appropriate value. In this embodiment, the resistance value of the resistor R2 is set to 5K. The resistor R2 may be implemented as a PN junction diode for environmental temperature compensation. The capacitor C1 may be installed to prevent a malfunction due to a noise signal that suddenly pops up when power is input. That is, a 220 pF ceramic capacitor may be used for filtering or signal delay.

세팅 시간의 지연을 위해 도 14에서의 SCR 대신에 트랜지스터가 사용될 수 있다. 그리고 SCR 없이도 상기 전자석 구동 스위치(TR20)는 PLC(Programmable Logic Controller)에 의해 제어될 수 있을 것이다.A transistor may be used instead of the SCR in FIG. 14 for delay of the setting time. And even without the SCR, the electromagnet driving switch TR20 may be controlled by a programmable logic controller (PLC).

한편, 임계온도 소자(100)의 임계온도를 임의로 조정하는 것은 쉽지 않을 수 있다. 열원(HS)의 온도가 너무 높은 경우에 임계온도 소자(100)의 열단자 앞에 단열(열차단)을 위한 저항을 두어서 온도가 조절되도록 할 수 있다. On the other hand, it may not be easy to arbitrarily adjust the critical temperature of the critical temperature element 100 . When the temperature of the heat source HS is too high, the temperature may be controlled by placing a resistor for insulation (heat blocking) in front of the thermal terminal of the critical temperature element 100 .

이 경우에 도 11과 같이 단열저항을 직렬로 여러 개를 사용하여 할 수도 있다. 또한 단열저항을 한 개 가진 채널, 두 개 가진 채널, 세 개 가진 채널, 네 개 가진 채널 등으로 배열할 수 있다. 그리고 회전 스위치를 사용하여 채널들 중의 한 채널을 선택하여 선택된 저항 값에 따라 전류의 양이 조절되도록 할 수 있다. 전류제어를 위해 일정한 저항 값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성은 도 11을 통해 나타나 있다. In this case, as shown in FIG. 11, a plurality of insulation resistors may be used in series. It can also be arranged as a channel with one insulation resistance, a channel with two, a channel with three, a channel with four, etc. In addition, the amount of current may be adjusted according to the selected resistance value by selecting one of the channels using the rotary switch. The connection configuration of the adiabatic resistance distribution switch arranged with constant resistance values for current control is shown in FIG. 11 .

예를 들어 단열 저항들(R10-R19)의 저항값이 모두 서로 동일(예 1M 오옴)하다고 하고, 회전 스위치(CS)의 스위치(SW1)가 제1 채널(R10)에 선택된 경우에 단열저항은 가장 작은 값으로 설정된다. 한편, 회전 스위치(CS)의 스위치(SW1)가 제4 채널(R16-R19)에 선택된 경우에 단열저항은 가장 높은 값으로 설정된다.For example, it is assumed that the resistance values of the insulation resistors R10-R19 are the same (eg, 1M ohm), and when the switch SW1 of the rotary switch CS is selected for the first channel R10, the insulation resistance is It is set to the smallest value. On the other hand, when the switch SW1 of the rotary switch CS is selected for the fourth channels R16-R19, the insulation resistance is set to the highest value.

한편, 도 12와 같이 저항 값이 각기 서로 다른 단열 저항들을 연결 구성하고 상기 회전 스위치(CS)의 채널 선택을 통해 임계 전류를 조절할 수 있다. 전류제어를 위하여 서로 다른 저항 값들로 배열된 단열저항 분배 스위치의 연결 구성은 도 12를 통해 보여진다. Meanwhile, as shown in FIG. 12 , adiabatic resistors having different resistance values may be connected to each other and the threshold current may be adjusted by selecting a channel of the rotary switch CS. The connection configuration of the adiabatic resistance distribution switch arranged with different resistance values for current control is shown in FIG. 12 .

도 14의 회로는 임계온도 소자(100)의 제1 단자(1)에 일정한 전압을 인가하기 위한 정전압 회로(300)를 포함할 수 있다. The circuit of FIG. 14 may include a constant voltage circuit 300 for applying a constant voltage to the first terminal 1 of the threshold temperature element 100 .

정전압 회로(300)는 저항들(R4-R6), NPN 트랜지스터(TR10), 및 제너 다이오드(ZD)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함할 수 있다. The constant voltage circuit 300 may include a voltage follower structure using resistors R4-R6 , an NPN transistor TR10 , and a Zener diode ZD.

또한, 정전압 회로(300)는 유사하게 도 13a와 같이 구성될 수 있다. Also, the constant voltage circuit 300 may be similarly configured as shown in FIG. 13A .

그리고, 정전압 회로(300)는 유사하게 도 13b와 같이 저항들(R1-R3)과 PN P트랜지스터(TR40)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조로 구현될 수 있고, And, the constant voltage circuit 300 may be similarly implemented as a voltage follower structure using resistors R1-R3 and a PN P transistor TR40 as shown in FIG. 13b,

도 13c와 같이 저항들(R1-R3)과 FET 트랜지스터(FE10)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 13C , a voltage follower structure using resistors R1-R3 and an FET transistor FE10 may be included.

또한, 정전압 회로(300)는 저항(R1), NPN 트랜지스터(TR50), 커패시터(C10), 및 제너 다이오드(ZD)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함할 수 있다. In addition, the constant voltage circuit 300 may include a voltage follower structure using a resistor R1 , an NPN transistor TR50 , a capacitor C10 , and a Zener diode ZD.

도 14에서는 전자석이 직류로 제어되는 것이 나타나 있지만, 본 발명의 실시 예는 전자석이 교류로 제어되든지 혹은 직류로 제어되든 지에 상관 없이 적용될 수 있다. 즉 전자석 제어를 위한 전류가 교류 110V 또는 220V 인 경우는 전자석의 저항이 직류 방식의 전자석 보다 크다는 것 밖에 차이가 없는 것이다. 결국, 직류 제어를 교류 제어로 바꾸면 도 14의 회로에 근거하여 도 16과 같은 확장 회로를 만들 수 있다.Although it is shown in FIG. 14 that the electromagnet is controlled by direct current, an embodiment of the present invention may be applied regardless of whether the electromagnet is controlled by alternating current or direct current. That is, when the current for controlling the electromagnet is AC 110V or 220V, the only difference is that the resistance of the electromagnet is larger than that of the DC type electromagnet. As a result, if the DC control is changed to the AC control, an extension circuit as shown in FIG. 16 can be made based on the circuit of FIG. 14 .

도 15는 도 14에 따른 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다. FIG. 15 is a diagram provided to explain the operation according to FIG. 14 .

도 15에서 보여지는 실험에서 교류 10A 전압 220V의 전력(전력기기 공급용 Operation Power)과 전자석 제어전력(Control power)은 직류 24V 0.1A의 규격을 갖는 전자접촉기(MC)를 사용하였다. 니크롬선 두께 1mm의 도선을 전력기기 공급용 전력 (Operation power)선에 연결하였다. 그리고 시험용으로 2500W의 라디에타(Radiator)를 전력기기로 사용하였다. 도 5와 같은 그래프 특성을 내는 도 6a의 MIT-CTS를 열원인 니크롬선에 도 15와 같이 연결한 다음, 도 14의 회로에 일치되도록 전체 회로를 연결하였다. In the experiment shown in FIG. 15 , a magnetic contactor (MC) having a standard of DC 24V 0.1A was used for power (operation power for supplying power equipment) and electromagnet control power of AC 10A voltage of 220V. A nichrome wire with a thickness of 1 mm was connected to an operation power line for power equipment. And for the test, a radiator of 2500W was used as a power device. The MIT-CTS of FIG. 6A, which shows the graph characteristics as shown in FIG. 5, was connected to a nichrome wire, a heat source, as shown in FIG. 15, and then the entire circuit was connected to match the circuit of FIG.

실험에서 라디에터 전력 220V 10A의 전력과 전자석 전력 (8.1V 0.09A)을 넣었다. 그 결과 전자석은 동작되어 라디에터를 On 시켰고 니크롬선의 온도는 올라갔고 MIT 소자는 임계온도에서 동작되어 (고저항에서 저저항으로 떨어진 상태, 도 15) SCR과 전자석 제어용 트랜지스터를 제어하여 전자석의 Off를 통해 전자 접촉기를 단락시켜서 그 시스템을 차단하였다. SCR On 상태에서 SCR로 흐르는 전류는 약 150 ~200 mA 정도였다. 이 시스템은 반복 실험에서도 이상이 발견되지 않았다. 15a1 은 전자 접촉기내의 스위치들이 클로즈되어 부하에 전력이 공급되는 상태를 보여주고, 15a2는 임계 동작의 수행 후에 전자 접촉기내의 스위치들이 오픈되어 부하에 공급되던 전력이 차단되는 상태를 보여준다. In the experiment, the power of the radiator power 220V 10A and the electromagnet power (8.1V 0.09A) were put. As a result, the electromagnet was operated and the radiator was turned on, the temperature of the nichrome wire increased, and the MIT device was operated at a critical temperature (a state that fell from high resistance to low resistance, Fig. 15). The system was disconnected by shorting the magnetic contactor. The current flowing to the SCR in the SCR On state was about 150 ~ 200 mA. No abnormalities were found in this system even in repeated experiments. 15a1 shows a state in which the switches in the magnetic contactor are closed and power is supplied to the load, and 15a2 shows a state in which the switches in the magnetic contactor are opened after the critical operation is performed and the power supplied to the load is cut off.

또한 전자석 제어용 교류 100V 0.1A (전자석 자화용 전압 전류, 저항 1 K) 전자 접촉기도 실험으로 사용하였다. 이 접촉기에 직류 50V 0.5A를 가할 때 전자 접촉기 내의 코일부분이 전자석으로 자화되어서 교류 접촉기의 접촉 동작이 수행되는 것을 확인하였다. 따라서 도 14의 회로는 직류 혹은 교류 접촉기 어느 것에도 동작되므로 전자 개폐기 회로로 사용될 수 있음이 확인되었다. Also, an AC 100V 0.1A for electromagnet control (voltage current for electromagnet magnetization, resistance 1K) electromagnetic contactor was used as an experiment. When DC 50V 0.5A was applied to this contactor, it was confirmed that the coil part in the electromagnetic contactor was magnetized with an electromagnet, so that the contact operation of the AC contactor was performed. Therefore, it was confirmed that the circuit of FIG. 14 can be used as an electromagnetic switch circuit because it operates on either a DC or AC contactor.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 개폐기의 회로도이다.16 is a circuit diagram of an electronic switch according to another embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 전자석을 교류전류로 제어하기 위해 트라이악(TRA1)을 전자석 구동 스위치로서 이용하는 것을 보여준다. 이에 따라 교류 제어용 전자 접촉기의 전자석이 활성화 상태 또는 비활성화 상태로 제어된다. Referring to FIG. 16 , it is shown that the triac TRA1 is used as an electromagnet driving switch to control the electromagnet with an alternating current. Accordingly, the electromagnet of the electromagnetic contactor for AC control is controlled in an activated state or an inactive state.

도 16의 전자 개폐기는 과전류 방지용 기능을 포함하는 누전 차단기(Earth Leakage Breaker)와 회로 차단기(Circuit Breaker)에도 적용될 수 있다. 이 경우 전력선을 연결해 주는 수동형 시소 스위치를 이용하여 전력선을 강제적인 힘으로 연결되게 할 수 있다. 그러한 상태에서 전자석의 활성화 시에 인력으로 그 수동형 스위치의 조작부를 당겨 전력선이 개방되도록 함에 의해 교류 전력이 차단되도록 할 수 있다. The electronic switchgear of FIG. 16 may also be applied to an Earth Leakage Breaker and a circuit breaker including a function for preventing overcurrent. In this case, it is possible to force the power line to be connected by force using a passive seesaw switch that connects the power line. In such a state, when the electromagnet is activated, the AC power can be cut off by pulling the manipulating part of the passive switch by manpower to open the power line.

한편, 반대로 전자석의 인력에 의해 전력 공급이 연결되도록 하고 전자석의 비활성화 제어에 의해 전력 공급이 차단되도록 할 수도 있을 것이다. On the other hand, on the other hand, the power supply may be connected by the attraction of the electromagnet, and the power supply may be cut off by the deactivation control of the electromagnet.

전자 개폐기에서의 전자 접촉기는 차단기에서의 수동 스위치와 전자석에 대응될 수 있다. 이에 따른 응용 회로는 도 19에 나타나 있다. The magnetic contactor in the electromagnetic switch may correspond to the manual switch and the electromagnet in the circuit breaker. The corresponding application circuit is shown in FIG. 19 .

도 16은 트라이악(TRA1)을 이용하여 교류 220V로 전자 접촉기(전자석)를 직접적으로 제어하는 전자 개폐기를 보여준다. 16 shows an electromagnetic switch that directly controls an electromagnetic contactor (electromagnet) with AC 220V using a triac (TRA1).

트라이악(TRA1)의 T2 단자와 T1 단자 사이에 교류 220V가 흐르면 전자석은 활성화 상태로 된다. 전자석의 비활성화 상태 즉 차단동작(Off)은 트라이악(TRA1)의 게이트 전류를 차단시킴에 의해 실현된다. 트라이악(TRA1)의 게이트 전류와 SCR1의 제어를 위하여 직류 전원이 제어 전원으로 사용된다. When AC 220V flows between the T2 terminal and the T1 terminal of the triac (TRA1), the electromagnet is activated. The deactivation state of the electromagnet, that is, the blocking operation (Off) is realized by blocking the gate current of the triac TRA1. A DC power supply is used as a control power supply to control the gate current of the triac (TRA1) and the SCR1.

먼저 파워가 On 될 때 AC 전자 접촉기 즉 전자석이 On 된다. 그 후 전력선에 큰 전류가 흘러서 임계온도 소자(100)의 온도가 임계온도에 도달 할 때 SCR이 턴온 상태로 되어, 트라이악(TRA1)의 게이트로 흐르는 전류가 SCR1의 애노드에서 캐소드 로 흐르게 된다. 따라서, 트라이악(TRA1)의 T2 단자와 T1 단자가 전기적으로 끊어진다. 상기 SCR1의 애노드에서 캐소드 흐르는 전류에 의해 모니터링 시스템(MS)이 동작되고 모니터링 시스템(MS)에 연결된 LED가 발광될 수 있다. First, when the power is On, the AC magnetic contactor, that is, the electromagnet is On. After that, when a large current flows in the power line and the temperature of the critical temperature element 100 reaches the critical temperature, the SCR is turned on, and the current flowing to the gate of the triac TRA1 flows from the anode of SCR1 to the cathode. Accordingly, the T2 terminal and the T1 terminal of the triac TRA1 are electrically disconnected. The monitoring system (MS) is operated by the current flowing from the anode to the cathode of the SCR1, and the LED connected to the monitoring system (MS) may emit light.

모니터링 시스템(MS)은 SCR이 On 되어 트라이악이 Off 될 때 전자 개폐기 차단 신호를 알리는 부저 음을 발생하거나, 경고용 통신 신호를 출력할 수 있다. The monitoring system (MS) may generate a buzzer sound notifying the electromagnetic switch blocking signal when the SCR is on and the triac is off, or may output a communication signal for warning.

도 16에서는 도 17의 회로 원리에 근거하여 2개의 SCR1,2이 설치된다. 즉, SCR에 높은 전압이 걸려 SCR이 파괴되는 것을 막기 위해 2개의 SCR이 직렬로 연결된다. In FIG. 16, two SCR1,2 are installed based on the circuit principle of FIG. That is, two SCRs are connected in series to prevent the SCR from being destroyed by applying a high voltage to the SCR.

한편, MIT-CTS(100)에도 과도한 전압이 걸리지 않도록 도 13에서 보여지는 바와 같은 정전압 회로들 중의 하나가 적용될 수 있다. 도 16에서 사용된 저항은 R1=20K, R2=450, R3=10K, R4=20K, R5=820, R6=15K, R7=1K, R8=1K 이다. 캐패시터 C1은 10nF이다. 모니터링 시스템(MS)에서는 파워 LED를 사용하였다. 트랜지스터(TR10)은 2N3904를 사용하였고, SCR은 P0115DA 5AL3을 사용하였다. R6는 환경온도 보정을 위해 PN 접합다이오드를 사용할 수 있다. 캐패시터 C1은 전원 입력시 갑자기 튀는 잡음신호에 의해 오동작을 방지하기 위하여 신호지연을 위하여 사용된다. 트라이악(TRA1)은 TO-200 패키지의 교류용을 사용하였다. MIT-CTS(100)는 상온에서 1M 이고 임계온도 이상에서는 수백 옴을 가진다. 여기서 트라이악 (TRA1)게이트를 Turn-on 시키기 위해 직류전압은 220V이상으로 설정된다. 이러한 직류 전압은 SCR이 동작시(Turn-on) 매우 높은 값에 해당되므로 전류를 줄이지 않으면서도 전압을 줄여야 할 필요성이 있다. 일반적으로 높은 전압에 한 개의 SCR을 걸면 SCR이 동작될 때 높은 전압에 의해 SCR이 타버릴 수 있다. Meanwhile, one of the constant voltage circuits as shown in FIG. 13 may be applied so that an excessive voltage is not applied to the MIT-CTS 100 as well. The resistors used in FIG. 16 are R1=20K, R2=450, R3=10K, R4=20K, R5=820, R6=15K, R7=1K, R8=1K. Capacitor C1 is 10nF. A power LED was used in the monitoring system (MS). Transistor TR10 used 2N3904, and SCR used P0115DA 5AL3. R6 can use a PN junction diode for environmental temperature compensation. Capacitor C1 is used for signal delay in order to prevent malfunction due to a sudden noise signal when power is input. The triac (TRA1) was used for AC in the TO-200 package. The MIT-CTS 100 is 1M at room temperature and has hundreds of ohms above the critical temperature. Here, to turn on the triac (TRA1) gate, the DC voltage is set to 220V or higher. Since this DC voltage corresponds to a very high value when the SCR is turned on, it is necessary to reduce the voltage without reducing the current. In general, if one SCR is applied to a high voltage, the SCR may be burned by the high voltage when the SCR is operating.

한편, SCR의 게이트로 고전압이 타고 들어와서 임계온도 소자(100)를 파괴해 버리는 것을 방지하기 위하여 임계온도 소자(100)와 SCR의 게이트 사이에는 다이오드(D2)가 연결된다. 또한, 트라이악의 게이트로 고전압 교류가 들어오는 것을 차단하기 위해 다이오드(D1)가 트라이악의 게이트와 저항(R5) 사이에 연결된다. Meanwhile, a diode D2 is connected between the critical temperature element 100 and the gate of the SCR in order to prevent the high voltage from burning into the gate of the SCR and destroying the threshold temperature element 100 . In addition, a diode D1 is connected between the gate of the triac and the resistor R5 in order to block the high voltage alternating current from entering the gate of the triac.

도 16의 회로는 임계온도 소자(100)의 제1 단자(1)에 낮고 안정된 전압을 인가하기 위한 정전압 회로(300)를 포함할 수 있다. The circuit of FIG. 16 may include a constant voltage circuit 300 for applying a low and stable voltage to the first terminal 1 of the threshold temperature element 100 .

정전압 회로(310)는 저항들(R1-R4), 및 NPN 트랜지스터(TR10)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함할 수 있다. 또한, 정전압 회로(310)는 유사하게 도 13a 내지 도 13d와 같이 구성될 수 있다. The constant voltage circuit 310 may include a voltage follower structure using resistors R1-R4 and an NPN transistor TR10. Also, the constant voltage circuit 310 may be similarly configured as shown in FIGS. 13A to 13D .

도 17은 본 발명의 실시 예에 적용되는 SCR 파괴 방지를 위한 보호 회로도이다. 17 is a protection circuit diagram for preventing SCR destruction applied to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, SCR이 2개이상 직렬로 연결된 회로 구조가 보여진다. 제1 SCR1의 게이트에는 제어 전압이 인가되고, 제2 SCR2의 게이트는 저항(R20)을 통해 애노드에 연결된다. 이러한 구조는 SCR에 높은 전압을 걸어줄 때 꼭 필요하게 된다. Referring to FIG. 17, a circuit structure in which two or more SCRs are connected in series is shown. A control voltage is applied to the gate of the first SCR1, and the gate of the second SCR2 is connected to the anode through a resistor R20. This structure is essential when applying a high voltage to the SCR.

도 18a 및 도 18b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 개폐기의 적용 예를 보여주는 도면이다. 18A and 18B are diagrams illustrating an application example of an electromagnetic switch according to an embodiment of the present invention.

도 18a를 참조하면, 전자석을 교류전류로 제어하기 위해 포토트라이악(PTRA1)을 전자석 구동 스위치(152)로서 이용하는 것을 보여준다. 이에 따라 교류 제어용 전자 접촉기의 전자석이 활성화 상태 또는 비활성화 상태로 제어된다. Referring to FIG. 18A , it is shown that the phototriac PTRA1 is used as the electromagnet driving switch 152 to control the electromagnet with alternating current. Accordingly, the electromagnet of the electromagnetic contactor for AC control is controlled in an activated state or an inactive state.

도 18a는 포토트라이악(PTRA1)을 이용하여 교류 220V로써 전자 접촉기(전자석)를 직접적으로 제어하는 전자 개폐기를 보여준다. 18A shows an electromagnetic switch that directly controls an electromagnetic contactor (electromagnet) by AC 220V using a phototriac (PTRA1).

포토트라이악(PTRA1)의 MT2 단자 (애노드)와 MT1 단자(캐소드) 사이에 교류 220V가 흐르면 전자석은 활성화 상태로 된다. 전자석의 비활성화 상태 즉 차단동작(Off)은 포토트라이악(PTRA1)의 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 전류를 차단시킴에 의해 실현된다. 포토트라이악(PTRA1)의 게이트로서 포토 다이오드 (Photo LED) 전류와 SCR의 제어를 위하여 직류 전원이 제어 전원으로 사용된다. When AC 220V flows between the MT2 terminal (anode) and the MT1 terminal (cathode) of the phototriac (PTRA1), the electromagnet is activated. The deactivation state of the electromagnet, that is, the blocking operation (Off) is realized by blocking the current between the anode and the cathode of the phototriac PTRA1. As the gate of the phototriac (PTRA1), a DC power is used as a control power to control the current and SCR of the photodiode (Photo LED).

도 18a에서, 포토트라이악 제어신호를 만들기 위해 전원은 파워선 R, S, T에서 가져오되 AC 전자접촉기(400) 앞단에서 가져온다. 파워선 R,S,T 에 전력이 들어올 때(On) AC 전자 접촉기(400) 즉 전자석에 전류가 흘러(On) R,S,T 전력이 전력기기쪽으로 연결된다. 그 후 전력선에 큰 전류가 흘러서 임계온도 소자(100)의 온도가 임계온도에 도달 할 때 SCR이 턴온 상태로 되어, 포토트라이악(PTRA1)의 LED로 인가되는 전압이 작아지게 된다. 이에 따라 포토트라이악(PTRA1)의 포토 LED에 흐르는 전류가 줄어들게되어 포토트라이악(PTRA1)의 MT2 단자와 MT1 단자가 전기적으로 끊어져서 전자접촉기(400)에 전류가 차단(Off)되어 전력이 끊어진다. In FIG. 18A , power is taken from the power lines R, S, and T, but from the front end of the AC magnetic contactor 400 to make a phototriac control signal. When power is turned on (On) in the power lines R, S, T, current flows to the AC magnetic contactor 400, that is, the electromagnet, and the R, S, T power is connected to the power device. After that, when a large current flows in the power line and the temperature of the critical temperature element 100 reaches the critical temperature, the SCR is turned on, and the voltage applied to the LED of the phototriac PTRA1 becomes small. Accordingly, the current flowing in the photo LED of the photo triac (PTRA1) is reduced, the MT2 terminal and the MT1 terminal of the photo triac (PTRA1) are electrically cut off, the current in the magnetic contactor 400 is cut off (Off) and the power is cut off .

상기 SCR의 애노드에서 캐소드를 흐르는 전류에 의해 모니터링 시스템(MS)이 동작되고 모니터링 시스템(MS)에 연결된 LED가 발광될 수 있다. The monitoring system (MS) is operated by the current flowing from the anode to the cathode of the SCR, and the LED connected to the monitoring system (MS) may be emitted.

모니터링 시스템(MS)은 SCR이 On 되어 포토트라이악이 차단 될 때 전자 개폐기 차단 신호를 알리는 부저 음을 발생하거나, 경고용 통신 신호를 출력할 수 있다. The monitoring system (MS) may generate a buzzer sound notifying an electronic switchgear blocking signal when the SCR is turned on and the phototriac is blocked, or may output a communication signal for warning.

한편, MIT-CTS(100)에도 과도한 전압이 걸리지 않도록 도 13에서 보여지는 바와 같은 정전압 회로들 중의 하나가 적용될 수 있다. 모니터링 시스템(MS)에서는 모니터링 기능의 구현을 위해 부저, LED, 이더넷, 블루투스 통신 등이 사용될 수 있다. R4는 환경온도 보정을 위해 PN 접합다이오드를 사용할 수 있다. 캐패시터 C1은 전원 입력시 갑자기 튀는 잡음신호에 의해 오동작을 방지하기 위하여 신호지연을 위하여 사용된다. MIT-CTS(100)는 상온에서 1M 이고 임계온도 이상에서는 수백 옴을 가진다. 여기서 포토트라이악 (PTRA1)의 게이트를 Turn-on 시키기 위해 직류전압은 5V이상으로 설정된다. Meanwhile, one of the constant voltage circuits as shown in FIG. 13 may be applied so that an excessive voltage is not applied to the MIT-CTS 100 as well. In the monitoring system (MS), a buzzer, LED, Ethernet, Bluetooth communication, etc. may be used to implement a monitoring function. R4 can use a PN junction diode for environmental temperature compensation. Capacitor C1 is used for signal delay in order to prevent malfunction due to a sudden noise signal when power is input. The MIT-CTS 100 is 1M at room temperature and has hundreds of ohms above the critical temperature. Here, to turn on the gate of the phototriac (PTRA1), the DC voltage is set to 5V or more.

도 18a의 회로는 임계온도 소자(100)의 제1 단자(1)에 낮고 안정된 전압을 인가하기 위한 정전압 회로(330)를 포함할 수 있다. The circuit of FIG. 18A may include a constant voltage circuit 330 for applying a low and stable voltage to the first terminal 1 of the threshold temperature element 100 .

정전압 회로(330)는 저항들(R1-R5), 및 NPN 트랜지스터(TR10)를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함할 수 있다. 또한, 정전압 회로(330)는 유사하게 도 13a 내지 도 13d와 같이 구성될 수 있다. The constant voltage circuit 330 may include a voltage follower structure using resistors R1-R5 and an NPN transistor TR10. Also, the constant voltage circuit 330 may be similarly configured as shown in FIGS. 13A to 13D .

한편, 도 18b의 경우에는, 전자석 구동 스위치(153)로서 포토트라이악(PTRA1)이 사용되며, 포토트라이악 제어신호를 만들기 위해 전원은 파워선 R, S, T에서 가져오된 수동스위치(400) 뒷단에서 가져온다 (이 부분은 도 18a와 다르다). 이 경우는 전자접촉기가 수동스위치로 바뀐다. 도 18b와 도 18a를 비교 시에 도 18a에 있는 SCR과 R5가 없어지고 다른 부분은 그대로 유지된다. R,S,T 전력선은 수동 스위치에 의해 전력기기와 연결되고, 포토트라이악 제어용 전원이 들어가게되어도, 포토트라이악과 전자석은 동작되지 않는다 (이 부분도 도 18a와 다르다). 전력선에 큰 전류가 흐르면 그 때 임계온도 소자의 온도가 임계온도에 도달되면 포토트라이악 내부에 있는 포토 다이오드가 On 되어 포토트라이악이 동작되어 전자석(L10)이 동작되어 수동 스위치내에 있는 공이가 수동스위치의 조작부분을 당겨서 수동스위치를 Off 시킴에 의해 전력선이 차단된다. 도 18b의 회로 구성은 배선차단기와 누전차단기에서 과전류 차단을 위해 사용될 수 있다. 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 개폐기의 적용 예를 보여주는 도면이다. On the other hand, in the case of FIG. 18B, a phototriac (PTRA1) is used as the electromagnet drive switch 153, and the power supply is a manual switch 400 brought from power lines R, S, and T to make a phototriac control signal. ) from the rear end (this part is different from Fig. 18a). In this case, the magnetic contactor is changed to a manual switch. When comparing FIGS. 18B and 18A , SCR and R5 in FIG. 18A are eliminated, and the other parts are maintained as they are. The R, S, T power lines are connected to the power device by a manual switch, and even when the power for controlling the photo triac is turned on, the photo triac and the electromagnet do not operate (this part is also different from FIG. 18A). When a large current flows in the power line, when the temperature of the critical temperature element reaches the critical temperature, the photodiode inside the phototriac is turned on and the phototriac is operated, and the electromagnet (L10) is operated and the ball in the manual switch is manually operated. The power line is cut off by turning off the manual switch by pulling the operation part of the switch. The circuit configuration of FIG. 18B may be used to block overcurrent in a wiring breaker and an earth leakage breaker. 19 is a view showing an application example of an electromagnetic switch according to an embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 개폐기가 차단기(Circuit breaker)와 누전차단기(Earth leakage breaker)의 과전류 감지 및 제어에 적용될 수 있는 응용 회로이다. 즉, 도 19의 회로는 도 14의 변형 회로이다. 19 is an application circuit that the switchgear of the present invention can be applied to overcurrent detection and control of a circuit breaker and an earth leakage breaker. That is, the circuit of FIG. 19 is a modified circuit of FIG. 14 .

먼저 정상 동작시 차단용 수동 On-Off 시소 스위치(400)가 On이 되어 전력선 (R, S, T)으로 교류 전류가 흐르며, 이 때 전자석은 동작하지 않는다. 그런데 전력선에 과전류가 흐르면 임계온도 소자(MIT-CTS)가 동작되어 SCR을 제어하면 그 때 전자석이 동작되면서 기계적 공이(총의 방아쇠 같은 것, 전자석 앞부분에 달려있음)가 스위치 조작부를 당긴다. 즉 이러한 당기는 힘 즉 인력은 차단용 수동 시소 스위치(400)의 조작부를 당겨서 Off 시킨다. 이 때 교류 전력선이 완전히 끊어지므로 전자석에 공급되는 전류도 끊어진다. 이렇게 해서 전력선에 흐르는 전류는 완전히 차단된다. 전자 개폐기에서 전자석의 인력(전자석에 전류가 흐를 때 생기는 힘)은 전자 접촉기를 통해 전력선을 연결해주는 역할을 하지만, 차단기에서는 수동으로 연결된 전력선을 전자석의 인력을 통해 수동스위치로 흐르는 전력선을 끊어주는 역할이 서로 반대이다.First, during normal operation, the manual on-off seesaw switch 400 for blocking is turned on and an alternating current flows to the power lines (R, S, T), and the electromagnet does not operate at this time. However, when an overcurrent flows through the power line, the critical temperature element (MIT-CTS) operates and controls the SCR. At that time, the electromagnet is operated and a mechanical ball (such as a gun's trigger, which is attached to the front of the electromagnet) pulls the switch control unit. That is, the pulling force, that is, the attractive force, is turned off by pulling the operation part of the manual seesaw switch 400 for blocking. At this time, since the AC power line is completely cut off, the current supplied to the electromagnet is also cut off. In this way, the current flowing through the power line is completely cut off. In the electromagnetic switchgear, the attraction of the electromagnet (the force generated when current flows through the electromagnet) plays a role in connecting the power line through the magnetic contactor, but in the breaker, the manually connected power line is cut through the power line flowing to the manual switch through the attraction of the electromagnet These are opposite to each other.

도 19에서, 전자석 구동 스위치는 SCR에 의해 구현되고 SCR은 상기 임계온도 소자(100)에 의해 제어된다. 즉, SCR의 게이트가 임계온도 소자(100)에 의해 제어되어 SCR의 에노드에서 캐소드로 전류가 흐른다. 이에 따라 전자석이 액티브 상태가 되어 전력이 차단된다.In FIG. 19 , the electromagnet driving switch is implemented by the SCR and the SCR is controlled by the threshold temperature element 100 . That is, the gate of the SCR is controlled by the threshold temperature element 100 so that a current flows from the anode to the cathode of the SCR. Accordingly, the electromagnet becomes active and power is cut off.

상기 SCR의 게이트에는 상기 SCR에 정격 전류를 흐르게 하기 위한 전류 제어용 저항(R4)이 전자석에 병렬로 연결되며, 캐패시터가 전류제어용 저항과 병렬로 연결될 수 있다. 전류 제어용 저항(R4)은 PN 접합 다이오드로 구현될 수 있다. At the gate of the SCR, a current control resistor R4 for allowing a rated current to flow through the SCR is connected in parallel to the electromagnet, and a capacitor may be connected in parallel with the current control resistor. The current control resistor R4 may be implemented as a PN junction diode.

상기 SCR의 게이트에는 임계온도 소자를 보호하기 위한 역류 방지용 다이오드가 더 연결된다.A reverse flow prevention diode for protecting the critical temperature element is further connected to the gate of the SCR.

전자석 구동 스위치는 SCR 이외에도 트랜지스터, 트라이악, 또는 릴레이로 구현될 수 있다. In addition to the SCR, the electromagnet drive switch may be implemented as a transistor, a triac, or a relay.

도 19는 과전류 차단 기능을 갖는 배선차단기와 누전 차단기능을 갖는 누전차단기에 적용될 수 있다.19 can be applied to a wiring breaker having an overcurrent blocking function and an earth leakage breaker having an earth leakage blocking function.

도 20은 본 발명의 실시 예에서 도선의 크기나 재질에 따라 달라지는 발열을 설명하기 위해 제시된 도면들이다. 20 is a diagram provided to explain heat generated according to a size or material of a conducting wire in an embodiment of the present invention.

도 20은 여러 종류의 도선(니크롬선, 구리 및 구리(동)합금 도선, 강철도선)의 발열실험을 보여준다. 부하를 걸기 위하여 라디에이터 (2500W)와 구리도선 0.1Ω 이하, 니크롬선 1 (130 x 1 mm) 0.8Ω, 구리(동)합금 (열동형과부하계전기 속) 0.2Ω·, 스테인레스 1 (150 x 4 mm) 0.5Ω, 스테인레스 2 (30 x 4 mm) 2Ω이 사용되었다. 그 결과 표는 아래에 보여준다. PCB 동판은 1온스 (동판두께 35 m)를 사용하였다.FIG. 20 shows exothermic experiments of various types of conductive wires (nichrome wires, copper and copper (copper) alloy wires, and steel wires). To apply a load, radiator (2500W) and copper wire 0.1Ω or less, nichrome wire 1 (130 x 1 mm) 0.8Ω, copper (copper) alloy (in thermal overload relay) 0.2Ω·, stainless steel 1 (150 x 4 mm) ) 0.5Ω, stainless 2 (30 x 4 mm) 2Ω was used. The resulting table is shown below. For the PCB copper plate, 1 oz (copper plate thickness 35 m) was used.

<실험 데이터><Experimental data> 구분division DimensionsDimensions 전류 4A (℃)Current 4A (℃) 전류 6A (℃)Current 6A (℃) 전류 10A (℃)Current 10A (℃) 구리도선 1copper wire 1 30 x 0.5 mm30 x 0.5 mm 3535 5454 탔음burnt 구리도선 2copper wire 2 30 x 1 mm30 x 1 mm 3232 42.742.7 8282 구리도선 3copper wire 3 30 x 1.5 mm30 x 1.5 mm 3030 35.635.6 5454 구리도선 4copper wire 4 30 x 2 mm30 x 2 mm 3030 3333 45.645.6 구리도선 5copper wire 5 30 x 3 mm30 x 3 mm 28.528.5 30.530.5 39.939.9 구리도선 6copper wire 6 5 x 1 mm5 x 1 mm 31.431.4 35.435.4 46.446.4 구리도선 7copper wire 7 10 x 1 mm10 x 1 mm 30.230.2 35.535.5 5353 구리도선 8copper wire 8 20 x 1 mm20 x 1 mm 3232 3939 68.568.5 구리도선 9copper wire 9 40 x 1 mm40 x 1 mm 3333 44.444.4 80.280.2 구리도선 10copper wire 10 60 x 1 mm60 x 1 mm 3434 46.846.8 9595 스테인레스1stainless 1 150 x 4 mm150 x 4 mm 36.236.2 53.953.9 102.5102.5 스테인레스2stainless 2 30 x 4 mm30 x 4 mm 5353 8585 163163 니크롬선 1nichrome wire 1 130 x 1 mm130 x 1 mm 7979 168168 240 이상240 or more 동합금(Brass)Copper alloy (Brass) (노란색)(yellow) 36.136.1 45.245.2 7979

위 실험데이터는 도선의 재료와 도선의 폭과 길이에 따라 다른 발열정도와 도선의 설계에 따라 도선발열을 임계온도소자의 임계온도에 맞출 수 있음을 보여준다.The above experimental data show that the heating of the conductor can be adjusted to the critical temperature of the critical temperature element according to the different degree of heating according to the material of the conductor and the width and length of the conductor and the design of the conductor.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, although specific embodiments have been described, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the claims and equivalents of the claims as well as the claims to be described later.

100: 임계온도 소자 200: 전자석
300: 정전압 회로
400: 전자접촉기 혹은 수동스위치
100: critical temperature element 200: electromagnet
300: constant voltage circuit
400: magnetic contactor or manual switch

Claims (57)

전자석 제어전류의 흐름에 응답하여 전력선을 온/오프 스위칭함에 의해 전력이 부하로서의 전력기기에 공급되거나 차단되도록 하는 전자석;
상기 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 상기 전력선과 연결된 발열도선의 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변하는 임계온도 소자; 및
상기 임계온도 소자의 상기 출력 전류 값에 응답하여 상기 전자석의 전자석 제어전류의 흐름이 생성 또는 차단되도록 하는 전자석 제어부를 포함하되,
상기 임계온도 소자는, 입력 단자, 출력 단자, 및 온도-센싱 단자를 포함하며, 상기 온도-센싱 단자는 상기 발열도선에 의해 생성되는 열의 레벨에 따라 가변하는 온도를 센싱하며, 상기 임계온도 소자는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결된 바나듐 산화물을 포함하는 금속-절연체 전이 소자로 구성되는 전자 개폐기.
an electromagnet that turns on/off the power line in response to the flow of the electromagnet control current so that power is supplied to or cut off from the power device as a load;
a threshold temperature element in which an output current value changes when the temperature of the heating conductor connected to the power line by the supply current flowing to the power device exceeds a threshold temperature; and
An electromagnet control unit for generating or blocking the flow of the electromagnet control current of the electromagnet in response to the output current value of the critical temperature element,
The critical temperature element includes an input terminal, an output terminal, and a temperature-sensing terminal, wherein the temperature-sensing terminal senses a temperature varying according to a level of heat generated by the heating conductor, and the critical temperature element includes: and a metal-insulator transition element comprising vanadium oxide connected between the input terminal and the output terminal.
제1항에 있어서, 상기 전력기기는 모터, 히터, LED, 및 전등 중의 적어도 하나인 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear according to claim 1, wherein the electric power device is at least one of a motor, a heater, an LED, and a lamp. 제1항에 있어서, 상기 전자석 제어전류는 직류나 교류를 받아 동작되는 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear according to claim 1, wherein the electromagnet control current is operated by receiving direct current or alternating current. 제1항에 있어서, 상기 임계온도소자는 상기 발열도선의 온도를 접촉방식이나 비접촉방식으로 측정하는 전자 개폐기.The electronic switch according to claim 1, wherein the critical temperature element measures the temperature of the heating conductor in a contact or non-contact manner. 제1항에 있어서, 상기 임계온도 소자는,
제어 입력단에 연결되는 제1 단자;
제어 출력단에 연결되는 제3 단자; 및
상기 제1,3 단자들과는 절연되며 열원에 연결되는 제2 단자를 포함하는 전자 개폐기.
According to claim 1, wherein the critical temperature element,
a first terminal connected to the control input;
a third terminal connected to the control output; and
and a second terminal insulated from the first and third terminals and connected to a heat source.
제5항에 있어서, 상기 임계온도 소자의 열원과 상기 제2 단자 사이에 연결되어 상기 열원에 대한 단열을 수행하기 위해 적어도 하나 이상의 단열 소자를 더 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 5, further comprising at least one insulating element connected between the heat source of the critical temperature element and the second terminal to insulate the heat source. 제6항에 있어서, 상기 단열 소자는 복수의 채널을 형성하도록 배열되어 단열의 레벨을 조절하기 위한 회전 스위치나 조절형 스위치에 의해 채널이 선택되는 전자 개폐기.7. The electronic switchgear according to claim 6, wherein the heat insulating element is arranged to form a plurality of channels, and the channels are selected by a rotary switch or an adjustable switch for adjusting the level of heat insulation. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 임계온도 소자에 일정한 전압을 인가하기 위한 정전압 회로를 더 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 1, further comprising a constant voltage circuit for applying a constant voltage to the threshold temperature element. 제9항에 있어서, 상기 정전압 회로는 저항과 NPN 트랜지스터를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 9, wherein the constant voltage circuit includes a voltage follower structure using a resistor and an NPN transistor. 제9항에 있어서, 상기 정전압 회로는 저항과 PNP 트랜지스터를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 9, wherein the constant voltage circuit includes a voltage follower structure using a resistor and a PNP transistor. 제9항에 있어서, 상기 정전압 회로는 저항과 FET 트랜지스터를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 9, wherein the constant voltage circuit includes a voltage follower structure using a resistor and an FET transistor. 제9항에 있어서, 상기 정전압 회로는 저항, NPN 트랜지스터, 및 제너 다이오드를 이용한 전압 폴로어(voltage follower)구조를 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 9, wherein the constant voltage circuit includes a voltage follower structure using a resistor, an NPN transistor, and a Zener diode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 임계온도 소자는 상기 전력선이 복수개로 설치되는 경우에 상기 전력선 마다 대응 연결되는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 1, wherein the threshold temperature element is connected to each of the power lines when a plurality of the power lines are installed. 제1항에 있어서, 상기 발열 도선은 구리(동)선, 구리(동)합금선, 니크롬선, 니크롬 합금선, 및 철합금선 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 1, wherein the heating conductor includes at least one of a copper (copper) wire, a copper (copper) alloy wire, a nichrome wire, a nichrome alloy wire, and an iron alloy wire. 제19항에 있어서, 상기 발열 도선은 상기 전력선에 비해 온도계수가 높은 도선으로 이루어진 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 19, wherein the heating conductor is formed of a conductor having a higher temperature coefficient than that of the power line. 제19항에 있어서, 상기 발열 도선은 상기 전력선의 폭을 감소시켜 형성한 전자 개폐기.The electronic switchgear of claim 19, wherein the heating conductor is formed by reducing a width of the power line. 제19항에 있어서, 상기 발열 도선은 상기 전력선으로부터 분기되어 상기 임계온도 소자의 열단자에 연결되는 전자 개폐기.The electronic switchgear according to claim 19, wherein the heating conductor is branched from the power line and connected to a thermal terminal of the critical temperature element. 제19항에 있어서, 상기 발열 도선은 상기 전력선의 재질과는 다른 재질로 상기 전력선의 상부에 형성되어(전기적으로 발열도선과 전력선의 병렬연결) 상기 임계온도 소자의 열단자에 연결됨에 의해 상기 발열 도선의 발열이 상기 전력선의 발열보다 더 높아지도록 구성된 전자 개폐기.20. The method of claim 19, wherein the heating conductor is formed of a material different from that of the power line on the upper portion of the power line (electrically connecting the heating conductor and the power line in parallel) and is connected to the thermal terminal of the critical temperature element to generate the heat. An electromagnetic switch configured such that the heat generation of the conducting wire is higher than the heat generation of the power line. 제19항에 있어서, 상기 발열 도선은 상기 임계온도 소자의 열단자 전단에 연결되고(전기적으로 발열도선과 전력선의 직렬연결) 상기 전력선과는 온도 계수가 다른 재질로 형성되어, 상기 전력선의 발열보다 상기 열단자의 발열이 더 높도록 구성된 전자 개폐기.The method of claim 19, wherein the heating conductor is connected to the front end of the thermal terminal of the critical temperature element (electrically connecting the heating conductor and the power line in series) and is formed of a material having a temperature coefficient different from that of the power line, An electromagnetic switch configured to generate higher heat of the thermal terminal. 제1항에 있어서, 상기 전자석 제어부는 전자석 구동 스위치 소자(전자석 전류 공급 소자)로서 트랜지스터, 트라이악(TRIAC), 및 릴레이(Relay) 중의 적어도 하나를 포함하는 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear according to claim 1, wherein the electromagnet control unit comprises at least one of a transistor, a TRIAC, and a relay as an electromagnet driving switch element (electromagnet current supply element). 제1항에 있어서, 상기 전자석 제어부는 전자석 전류 차단 스위치 소자로서 전자석 트랜지스터, SCR (Silicon Controlled Rectifier), 및 트라이악(TRIAC), 및 릴레이(Relay) 중 적어도 하나를 포함하는 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear of claim 1, wherein the electromagnet control unit comprises at least one of an electromagnet transistor, a Silicon Controlled Rectifier (SCR), and a TRIAC, and a relay as an electromagnet current cutoff switch element. 제26항에 있어서,
상기 전자석 제어부는 전자석 구동 스위치 및 구동 스위치 제어부를 포함하며,
상기 전자석 구동 스위치가 NPN 트랜지스터로 구성되고 상기 구동 스위치 제어부가 SCR로 구성될 경우에, 상기 SCR의 게이트가 상기 임계온도 소자의 출력에 연결되고, 상기 SCR의 애노드는 상기 NPN 트랜지스터의 베이스에 연결되어, 상기 SCR이 턴온 시에 상기 전자석 구동 스위치가 턴오프되어 상기 전자석에는 상기 전자석 제어전류가 흐르지 않아 전자석의 기능이 상실되는 전자 개폐기.
27. The method of claim 26,
The electromagnet control unit includes an electromagnet driving switch and a driving switch control unit,
When the electromagnet driving switch is composed of an NPN transistor and the driving switch control unit is composed of an SCR, the gate of the SCR is connected to the output of the threshold temperature element, and the anode of the SCR is connected to the base of the NPN transistor. , when the SCR is turned on, the electromagnet driving switch is turned off and the electromagnet control current does not flow in the electromagnet, so that the function of the electromagnet is lost.
제27항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 PN 접합 다이오드로 이루어진 저항 소자를 더 포함하는 전자 개폐기.28. The electronic switchgear according to claim 27, further comprising a resistive element formed of a PN junction diode between the gate and the cathode of the SCR. 제28항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 상기 저항 소자와는 병렬로 연결된 커패시터를 더 포함하는 전자 개폐기.29. The electronic switchgear of claim 28, further comprising a capacitor connected in parallel with the resistive element between the gate and the cathode of the SCR. 제27항에 있어서, 제1 직류전압을 수신하여 상기 제1 직류전압보다 낮은 제2 직류전압을 생성하여 상기 임계온도 소자로 인가하기 위한 정전압 회로를 더 포함하는 전자 개폐기.28. The electronic switchgear of claim 27, further comprising a constant voltage circuit for receiving the first DC voltage, generating a second DC voltage lower than the first DC voltage, and applying the second DC voltage to the threshold temperature element. 제27항에 있어서,상기 SCR이 턴온 시에 상기 SCR을 통해 흐르는 전류에 응답하여 소리, 경보, 또는 통신 신호를 생성하는 모니터링 장치를 더 포함하는 전자 개폐기.The electronic switchgear of claim 27 , further comprising a monitoring device that generates a sound, an alarm, or a communication signal in response to a current flowing through the SCR when the SCR is turned on. 교류 제어전류의 흐름에 응답하여 전력선을 온/오프 스위칭함에 의해 전력이 부하로서의 전력기기에 공급되거나 차단되도록 하는 전자석;
상기 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 상기 전력선과 연결된 발열도선의 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변하는 임계온도 소자; 및
상기 임계온도 소자의 상기 출력 전류 값에 응답하여 상기 전자석의 전자석 제어전류의 흐름이 생성 또는 차단되도록 하는 전자석 제어부를 포함하되,
상기 임계온도 소자는, 입력 단자, 출력 단자, 및 온도-센싱 단자를 포함하며, 상기 온도-센싱 단자는 상기 발열도선에 의해 생성되는 열의 레벨에 따라 가변하는 온도를 센싱하며, 상기 임계온도 소자는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결된 바냐듐 산화물을 포함하는 금속-절연체 전이 소자로 구성되는 전자 개폐기.
an electromagnet for supplying or blocking power to a power device as a load by switching the power line on/off in response to the flow of the AC control current;
a threshold temperature element in which an output current value changes when the temperature of the heating conductor connected to the power line by the supply current flowing to the power device exceeds a threshold temperature; and
An electromagnet control unit for generating or blocking the flow of the electromagnet control current of the electromagnet in response to the output current value of the critical temperature element,
The critical temperature element includes an input terminal, an output terminal, and a temperature-sensing terminal, wherein the temperature-sensing terminal senses a temperature varying according to a level of heat generated by the heating conductor, and the critical temperature element includes: and a metal-insulator transition element comprising vanadium oxide connected between the input terminal and the output terminal.
제32항에 있어서, 상기 전자석 구동 스위치가 트라이악으로 구성되고 상기 구동 스위치 제어부가 SCR로 구성될 경우에, 상기 SCR의 게이트가 상기 임계온도 소자의 출력에 연결되고, 상기 SCR의 애노드는 상기 트라이악의 게이트에 연결되어, 상기 SCR이 턴온 시에 상기 트라이악이 턴오프되어 상기 전자석에는 상기 교류 제어전류가 흐르지 않아 전자석의 기능이 상실되는 전자 개폐기.33. The method of claim 32, wherein when the electromagnet driving switch is configured as a triac and the driving switch control unit is configured as an SCR, a gate of the SCR is connected to an output of the threshold temperature element, and an anode of the SCR is configured with the triac An electromagnetic switch connected to the gate of evil, the triac is turned off when the SCR is turned on, and the AC control current does not flow in the electromagnet, so that the function of the electromagnet is lost. 제33항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 PN 접합 다이오드로 이루어진 저항 소자를 더 포함하는 전자 개폐기.34. The electronic switchgear according to claim 33, further comprising a resistive element comprised of a PN junction diode between the gate and the cathode of the SCR. 제34항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 상기 저항 소자와 병렬로 연결된 커패시터를 더 포함하는 전자 개폐기.35. The electronic switchgear of claim 34, further comprising a capacitor connected in parallel with the resistive element between the gate and the cathode of the SCR. 제33항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 상기 트라이악의 게이트 사이에는 게이트 저항 및 고전압 유입 방지용 다이오드가 더 연결된 전자 개폐기.34. The electronic switchgear according to claim 33, wherein a gate resistor and a high voltage inflow prevention diode are further connected between the gate of the SCR and the gate of the triac. 제33항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 상기 임계온도 소자의 출력단 사이에는 역류 방지용 다이오드가 더 연결된 전자 개폐기.The electronic switch according to claim 33, wherein a reverse flow prevention diode is further connected between the gate of the SCR and the output terminal of the threshold temperature element. 제33항에 있어서, 상기 SCR이 턴온되고 상기 트라이악이 턴오프될 시에 상기 SCR의 캐소드를 통해 흐르는 전류에 응답하여 소리, 경보, 또는 통신 신호를 생성하는 모니터링 장치를 더 포함하는 전자 개폐기.34. The electronic switchgear of claim 33, further comprising a monitoring device that generates a sound, alarm, or communication signal in response to a current flowing through a cathode of the SCR when the SCR is turned on and the triac is turned off. 제32항에 있어서, 상기 임계온도 소자의 손상을 방지하기 위해 제1 직류전압을 받아 상기 제1 직류전압보다 낮은 제2 직류전압을 생성하여 상기 임계온도 소자로 인가하는 정전압 회로를 더 포함하는 전자 개폐기.33. The electronic device of claim 32, further comprising a constant voltage circuit that receives a first DC voltage to prevent damage to the threshold temperature element, generates a second DC voltage lower than the first DC voltage, and applies the second DC voltage to the threshold temperature element. switch. 제33항에 있어서, 상기 전자석, 상기 트라이악, 상기 임계온도 소자, 및 상기 SCR은 전자 접촉기 내부에 설치되는 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear according to claim 33, wherein the electromagnet, the triac, the critical temperature element, and the SCR are installed inside an electromagnetic contactor. 제32항에 있어서, 상기 전자석 구동 스위치가 트라이악으로 구성되고 상기 구동 스위치 제어부가 브레이크 다운 방지를 위해 직렬로 연결된 제1,2 SCR들로 구성될 경우에, 상기 제1 SCR의 게이트가 상기 임계온도 소자의 출력에 연결되고, 상기 제1 SCR의 애노드는 상기 트라이악의 게이트쪽에 연결되는 전자 개폐기.33. The method of claim 32, wherein when the electromagnet drive switch is configured as a triac and the drive switch control section is comprised of first and second SCRs connected in series to prevent breakdown, the gate of the first SCR is the threshold An electromagnetic switch connected to the output of the temperature element, and the anode of the first SCR is connected to the gate side of the triac. 제32항에 있어서,상기 전자석 구동 스위치가 포토트라이악(Phototriac)으로 구성되고 상기 구동 스위치 제어부가 SCR로 구성될 경우에, 상기 SCR과 포토트라이악이 병렬로 연결로 연결되고, 상기 SCR이 턴온 시에 상기 트라이악이 턴오프되어 상기 전자석에는 상기 교류 제어전류가 흐르지 않아 전자석의 기능이 상실되는 전자 개폐기.The method of claim 32, wherein when the electromagnet driving switch is configured as a phototriac and the driving switch control unit is configured as an SCR, the SCR and the phototriac are connected in parallel and the SCR is turned on. When the triac is turned off, the AC control current does not flow in the electromagnet, so that the function of the electromagnet is lost. 제42항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 PN 접합 다이오드로 이루어진 저항 소자를 더 포함하는 전자 개폐기.43. The electronic switchgear according to claim 42, further comprising a resistive element comprised of a PN junction diode between the gate and the cathode of the SCR. 제43항에 있어서, 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이에 상기 저항 소자와 병렬로 연결된 커패시터를 더 포함하는 전자 개폐기.44. The electronic switchgear of claim 43, further comprising a capacitor connected in parallel with the resistive element between the gate and the cathode of the SCR. 제42항에 있어서, 상기 SCR이 턴온되고 상기 트라이악이 턴오프될 시에 상기 SCR의 캐소드를 통해 흐르는 전류에 응답하여 소리, 경보, 또는 통신 신호를 생성하는 모니터링 장치를 더 포함하는 전자 개폐기.43. The electronic switchgear of claim 42, further comprising a monitoring device that generates a sound, alarm, or communication signal in response to a current flowing through a cathode of the SCR when the SCR is turned on and the triac is turned off. 제42항에 있어서, 상기 임계온도 소자의 손상을 방지하기 위해 제1 직류전압을 받아 상기 제1 직류전압보다 낮은 제2 직류전압을 생성하여 상기 임계온도 소자로 인가하는 정전압 회로를 더 포함하는 전자 개폐기.43. The electronic device of claim 42, further comprising: a constant voltage circuit that receives a first DC voltage to prevent damage to the threshold temperature element, generates a second DC voltage lower than the first DC voltage, and applies the second DC voltage to the threshold temperature element switch. 제42항에 있어서, 상기 전자석, 상기 트라이악, 상기 임계온도 소자, 및 상기 SCR은 전자 접촉기 내부에 설치되는 전자 개폐기.43. The electromagnetic switchgear of claim 42, wherein the electromagnet, the triac, the critical temperature element, and the SCR are installed inside an electromagnetic contactor. 제32항에 있어서, 전력선을 상기 전력기기로 연결하는 수동스위치가 구비되고, 상기 전자석 구동 스위치가 포토트라이악(Phototriac)으로 구성될 경우에, 상기 수동스위치가 On 되어 전력이 턴온 시에 상기 포토트라이악이 턴오프되도록 구성되어, 상기 전자석에는 상기 교류 제어전류가 흐르지 않아 상기 전자석이 동작되지 않고 있다가, 상기 전력선에 큰 전류가 흘러 상기 임계온도소자의 온도가 임계온도에 도달될 때, 상기 포토트라이악 내부에 있는 포토 다이오드가 동작되는 경우에 상기 전자석이 동작됨에 의해 상기 수동스위치가 오프되도록 구성되는 전자 개폐기.33. The method of claim 32, wherein a manual switch for connecting a power line to the power device is provided, and when the electromagnet driving switch is composed of a phototriac, the manual switch is turned on to turn on the power when the power is turned on. The triac is configured to be turned off, and the electromagnet is not operated because the AC control current does not flow in the electromagnet. When a large current flows through the power line and the temperature of the critical temperature element reaches the critical temperature, the An electromagnetic switch configured to turn off the manual switch by operating the electromagnet when the photodiode inside the phototriac is operated. 제48항에 있어서, 전자 개폐기는 배선차단기와 누전차단기에 있는 과전류 방지용 목적으로 사용이 가능한 전자 개폐기.49. The electromagnetic switch according to claim 48, wherein the electromagnetic switch can be used for the purpose of preventing overcurrent in the circuit breaker and the earth leakage breaker. 수동 조작에 응답하여 전력선을 통해 인가되는 전력이 전력기기에 공급되도록 하는 수동 스위치;
상기 수동 스위치의 작동부를 물리적인 힘으로 당겨서 상기 수동 스위치가 오프되도록 함에 의해 상기 전력기기로 공급되는 전력을 차단하는 전자석;
제어 전압에 응답하여 상기 전자석으로 제어전류가 흐르도록 하거나 차단되도록 하는 전자석 구동 스위치;
상기 전자석 구동 스위치의 구동 스위치 제어부로서 기능하며, 상기 전력선에서 상기 전력기기로 흐르는 공급전류에 의한 상기 전력선과 연결된 발열도선의 온도가 임계 온도를 초과 시에 출력 전류 값이 변하는 임계온도 소자; 및
상기 임계온도 소자의 출력에 응답하여 상기 전자석 구동 스위치를 제어하기 위한 상기 제어 전압을 생성하는 구동 스위치 제어부를 포함하되,
상기 임계온도 소자는, 입력 단자, 출력 단자, 및 온도-센싱 단자를 포함하며, 상기 온도-센싱 단자는 상기 발열도선에 의해 생성되는 열의 레벨에 따라 가변하는 온도를 센싱하며, 상기 임계온도 소자는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결된 바냐듐 산화물을 포함하는 금속-절연체 전이 소자로 구성되는 전자 개폐기.
a manual switch for supplying power applied through the power line to the power device in response to a manual operation;
an electromagnet for cutting off the power supplied to the power device by pulling the operating part of the manual switch with a physical force to turn off the manual switch;
an electromagnet driving switch for allowing a control current to flow to or blocking the electromagnet in response to a control voltage;
a threshold temperature element that functions as a driving switch control unit of the electromagnet driving switch and changes an output current value when a temperature of a heating conductor connected to the power line by a supply current flowing from the power line to the power device exceeds a threshold temperature; and
a driving switch control unit for generating the control voltage for controlling the electromagnet driving switch in response to the output of the threshold temperature element,
The critical temperature element includes an input terminal, an output terminal, and a temperature-sensing terminal, wherein the temperature-sensing terminal senses a temperature varying according to a level of heat generated by the heating conductor, and the critical temperature element includes: and a metal-insulator transition element comprising vanadium oxide connected between the input terminal and the output terminal.
제50항에 있어서, 상기 전자석 구동 스위치가 SCR인 경우에 상기 임계온도 소자에 의해 SCR의 게이트가 제어되어 상기 전력 공급을 차단하는 전자석이 액티브 상태로 구동되는 전자 개폐기.51. The electromagnetic switchgear of claim 50, wherein, when the electromagnet driving switch is the SCR, the gate of the SCR is controlled by the threshold temperature element to cut off the power supply so that the electromagnet is driven in an active state. 제51항에 있어서, 상기 SCR의 게이트에는 상기 SCR에 정격 전류를 흐르게 하기 위한 전류 제어용 저항이 전자석에 병렬로 연결되는 전자 개폐기.The electromagnetic switchgear according to claim 51, wherein a current control resistor for flowing a rated current to the SCR is connected in parallel to the electromagnet at the gate of the SCR. 제51항에 있어서, 상기 SCR의 게이트에는 캐패시터가 전류제어용 저항과 병렬로 연결되는 것을 포함하는 전자 개폐기.52. The electronic switchgear according to claim 51, wherein the gate of the SCR includes a capacitor connected in parallel with a current control resistor. 제53항에 있어서, 상기 전류 제어용 저항에 대하여 PN 접합 다이오드를 포함하는 전자 개폐기.54. The electronic switchgear of claim 53 comprising a PN junction diode for the current control resistor. 제51항에 있어서, 상기 SCR의 게이트에는 임계온도 소자를 보호하기 위한 역류 방지용 다이오드가 더 연결되는 전자 개폐기.The electronic switch according to claim 51, wherein a reverse flow prevention diode for protecting a critical temperature element is further connected to the gate of the SCR. 제50항에 있어서, 상기 전자석 구동 스위치는 트랜지스터, SCR, 트라이악, 및 릴레이 중 적어도 하나를 포함하는 전자 개폐기.51. The electromagnetic switchgear of claim 50, wherein the electromagnet drive switch comprises at least one of a transistor, an SCR, a triac, and a relay. 제50항에 있어서, 과전류 차단 기능을 갖는 배선차단기와 누전 차단기능을 갖는 누전차단기를 더 포함하는 전자 개폐기.51. The electronic switchgear according to claim 50, further comprising a wiring breaker having an overcurrent blocking function and an earth leakage breaker having an earth leakage blocking function.
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